sys/platform/pc64/x86_64/mp_machdep.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 1996, by Steve Passe
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * 2. The name of the developer may NOT be used to endorse or promote products
  11  *    derived from this software without specific prior written permission.
  12  *
  13  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  14  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  15  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  16  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  17  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  18  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  19  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  20  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  21  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  22  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  23  * SUCH DAMAGE.
  24  *
  25  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/mp_machdep.c,v 1.115.2.15 2003/03/14 21:22:35 jhb Exp $
  26  */
  27
  28 #include "opt_cpu.h"
  29
  30 #include <sys/param.h>
  31 #include <sys/systm.h>
  32 #include <sys/kernel.h>
  33 #include <sys/sysctl.h>
  34 #include <sys/malloc.h>
  35 #include <sys/memrange.h>
  36 #include <sys/cons.h>   /* cngetc() */
  37 #include <sys/machintr.h>
  38
  39 #include <sys/mplock2.h>
  40
  41 #include <vm/vm.h>
  42 #include <vm/vm_param.h>
  43 #include <vm/pmap.h>
  44 #include <vm/vm_kern.h>
  45 #include <vm/vm_extern.h>
  46 #include <sys/lock.h>
  47 #include <vm/vm_map.h>
  48 #include <sys/user.h>
  49 #ifdef GPROF
  50 #include <sys/gmon.h>
  51 #endif
  52
  53 #include <machine/smp.h>
  54 #include <machine_base/apic/apicreg.h>
  55 #include <machine/atomic.h>
  56 #include <machine/cpufunc.h>
  57 #include <machine_base/apic/mpapic.h>
  58 #include <machine/psl.h>
  59 #include <machine/segments.h>
  60 #include <machine/tss.h>
  61 #include <machine/specialreg.h>
  62 #include <machine/globaldata.h>
  63 #include <machine/pmap_inval.h>
  64
  65 #include <machine/md_var.h>             /* setidt() */
  66 #include <machine_base/icu/icu.h>       /* IPIs */
  67 #include <machine_base/apic/ioapic_abi.h>
  68 #include <machine/intr_machdep.h>       /* IPIs */
  69
  70 #define FIXUP_EXTRA_APIC_INTS   8       /* additional entries we may create */
  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         u_int32_t oem_table_pointer;
 114         u_short oem_table_size;
 115         u_short entry_count;
 116         u_int32_t 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_int32_t cpu_signature;
 129         u_int32_t feature_flags;
 130         u_int32_t reserved1;
 131         u_int32_t 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         u_int32_t 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 #ifdef SMP /* APIC-IO */
 268 static int      mp_nbusses;     /* # of busses */
 269 int     mp_napics;              /* # of IO APICs */
 270 vm_offset_t io_apic_address[NAPICID];   /* NAPICID is more than enough */
 271 u_int32_t *io_apic_versions;
 272 #endif
 273 extern  int nkpt;
 274
 275 u_int32_t cpu_apic_versions[NAPICID];   /* populated during mptable scan */
 276 int64_t tsc0_offset;
 277 extern int64_t tsc_offsets[];
 278
 279 extern u_long ebda_addr;
 280
 281 #ifdef SMP /* APIC-IO */
 282 struct apic_intmapinfo  int_to_apicintpin[APIC_INTMAPSIZE];
 283 #endif
 284
 285 /*
 286  * APIC ID logical/physical mapping structures.
 287  * We oversize these to simplify boot-time config.
 288  */
 289 int     cpu_num_to_apic_id[NAPICID];
 290 #ifdef SMP /* APIC-IO */
 291 int     io_num_to_apic_id[NAPICID];
 292 #endif
 293 int     apic_id_to_logical[NAPICID];
 294
 295 /* AP uses this during bootstrap.  Do not staticize.  */
 296 char *bootSTK;
 297 static int bootAP;
 298
 299 struct pcb stoppcbs[MAXCPU];
 300
 301 extern inthand_t IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
 302
 303 static basetable_entry basetable_entry_types[] =
 304 {
 305         {0, 20, "Processor"},
 306         {1, 8, "Bus"},
 307         {2, 8, "I/O APIC"},
 308         {3, 8, "I/O INT"},
 309         {4, 8, "Local INT"}
 310 };
 311
 312 /*
 313  * Local data and functions.
 314  */
 315
 316 static u_int    boot_address;
 317 static u_int    base_memory;
 318 static int      mp_finish;
 319 static int      mp_finish_lapic;
 320
 321 static void     mp_enable(u_int boot_addr);
 322
 323 static int      mptable_iterate_entries(const mpcth_t,
 324                     mptable_iter_func, void *);
 325 static int      mptable_search(void);
 326 static long     mptable_search_sig(u_int32_t target, int count);
 327 static int      mptable_hyperthread_fixup(cpumask_t, int);
 328 #ifdef SMP /* APIC-IO */
 329 static void     mptable_pass1(struct mptable_pos *);
 330 static void     mptable_pass2(struct mptable_pos *);
 331 static void     mptable_default(int type);
 332 static void     mptable_fix(void);
 333 #endif
 334 static int      mptable_map(struct mptable_pos *);
 335 static void     mptable_unmap(struct mptable_pos *);
 336 static void     mptable_bus_info_alloc(const mpcth_t,
 337                     struct mptable_bus_info *);
 338 static void     mptable_bus_info_free(struct mptable_bus_info *);
 339
 340 static int      mptable_lapic_probe(struct lapic_enumerator *);
 341 static void     mptable_lapic_enumerate(struct lapic_enumerator *);
 342 static void     mptable_lapic_default(void);
 343
 344 static int      mptable_ioapic_probe(struct ioapic_enumerator *);
 345 static void     mptable_ioapic_enumerate(struct ioapic_enumerator *);
 346
 347 #ifdef SMP /* APIC-IO */
 348 static void     setup_apic_irq_mapping(void);
 349 static int      apic_int_is_bus_type(int intr, int bus_type);
 350 #endif
 351 static int      start_all_aps(u_int boot_addr);
 352 #if 0
 353 static void     install_ap_tramp(u_int boot_addr);
 354 #endif
 355 static int      start_ap(struct mdglobaldata *gd, u_int boot_addr, int smibest);
 356 static int      smitest(void);
 357
 358 static cpumask_t smp_startup_mask = 1;  /* which cpus have been started */
 359 static cpumask_t smp_lapic_mask = 1;    /* which cpus have lapic been inited */
 360 cpumask_t smp_active_mask = 1;  /* which cpus are ready for IPIs etc? */
 361 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, smp_active, CTLFLAG_RD, &smp_active_mask, 0, "");
 362 static u_int    bootMP_size;
 363
 364 int                     imcr_present;
 365
 366 static vm_paddr_t       mptable_fps_phyaddr;
 367 static int              mptable_use_default;
 368 static TAILQ_HEAD(mptable_pci_int_list, mptable_pci_int) mptable_pci_int_list =
 369         TAILQ_HEAD_INITIALIZER(mptable_pci_int_list);
 370 static TAILQ_HEAD(mptable_ioapic_list, mptable_ioapic) mptable_ioapic_list =
 371         TAILQ_HEAD_INITIALIZER(mptable_ioapic_list);
 372
 373 /*
 374  * Calculate usable address in base memory for AP trampoline code.
 375  */
 376 u_int
 377 mp_bootaddress(u_int basemem)
 378 {
 379         POSTCODE(MP_BOOTADDRESS_POST);
 380
 381         base_memory = basemem;
 382
 383         bootMP_size = mptramp_end - mptramp_start;
 384         boot_address = trunc_page(basemem * 1024); /* round down to 4k boundary */
 385         if (((basemem * 1024) - boot_address) < bootMP_size)
 386                 boot_address -= PAGE_SIZE;      /* not enough, lower by 4k */
 387         /* 3 levels of page table pages */
 388         mptramp_pagetables = boot_address - (PAGE_SIZE * 3);
 389
 390         return mptramp_pagetables;
 391 }
 392
 393
 394 static void
 395 mptable_probe(void)
 396 {
 397         struct mptable_pos mpt;
 398         int error;
 399
 400         KKASSERT(mptable_fps_phyaddr == 0);
 401
 402         mptable_fps_phyaddr = mptable_search();
 403         if (mptable_fps_phyaddr == 0)
 404                 return;
 405
 406         error = mptable_map(&mpt);
 407         if (error) {
 408                 mptable_fps_phyaddr = 0;
 409                 return;
 410         }
 411
 412         if (MPTABLE_POS_USE_DEFAULT(&mpt)) {
 413                 kprintf("MPTABLE: use default configuration\n");
 414                 mptable_use_default = 1;
 415         }
 416         if (mpt.mp_fps->mpfb2 & 0x80)
 417                 imcr_present = 1;
 418
 419         mptable_unmap(&mpt);
 420 }
 421 SYSINIT(mptable_probe, SI_BOOT2_PRESMP, SI_ORDER_FIRST, mptable_probe, 0);
 422
 423 /*
 424  * Look for an Intel MP spec table (ie, SMP capable hardware).
 425  */
 426 static int
 427 mptable_search(void)
 428 {
 429         long    x;
 430         u_int32_t target;
 431
 432         POSTCODE(MP_PROBE_POST);
 433
 434         /* see if EBDA exists */
 435         if (ebda_addr != 0) {
 436                 /* search first 1K of EBDA */
 437                 target = (u_int32_t)ebda_addr;
 438                 if ((x = mptable_search_sig(target, 1024 / 4)) > 0)
 439                         return x;
 440         } else {
 441                 /* last 1K of base memory, effective 'top of base' passed in */
 442                 target = (u_int32_t)(base_memory - 0x400);
 443                 if ((x = mptable_search_sig(target, 1024 / 4)) > 0)
 444                         return x;
 445         }
 446
 447         /* search the BIOS */
 448         target = (u_int32_t)BIOS_BASE;
 449         if ((x = mptable_search_sig(target, BIOS_COUNT)) > 0)
 450                 return x;
 451
 452         /* search the extended BIOS */
 453         target = (u_int32_t)BIOS_BASE2;
 454         if ((x = mptable_search_sig(target, BIOS_COUNT)) > 0)
 455                 return x;
 456
 457         /* nothing found */
 458         return 0;
 459 }
 460
 461 static int
 462 mptable_iterate_entries(const mpcth_t cth, mptable_iter_func func, void *arg)
 463 {
 464         int count, total_size;
 465         const void *position;
 466
 467         KKASSERT(cth->base_table_length >= sizeof(struct MPCTH));
 468         total_size = cth->base_table_length - sizeof(struct MPCTH);
 469         position = (const uint8_t *)cth + sizeof(struct MPCTH);
 470         count = cth->entry_count;
 471
 472         while (count--) {
 473                 int type, error;
 474
 475                 KKASSERT(total_size >= 0);
 476                 if (total_size == 0) {
 477                         kprintf("invalid base MP table, "
 478                                 "entry count and length mismatch\n");
 479                         return EINVAL;
 480                 }
 481
 482                 type = *(const uint8_t *)position;
 483                 switch (type) {
 484                 case 0: /* processor_entry */
 485                 case 1: /* bus_entry */
 486                 case 2: /* io_apic_entry */
 487                 case 3: /* int_entry */
 488                 case 4: /* int_entry */
 489                         break;
 490                 default:
 491                         kprintf("unknown base MP table entry type %d\n", type);
 492                         return EINVAL;
 493                 }
 494
 495                 if (total_size < basetable_entry_types[type].length) {
 496                         kprintf("invalid base MP table length, "
 497                                 "does not contain all entries\n");
 498                         return EINVAL;
 499                 }
 500                 total_size -= basetable_entry_types[type].length;
 501
 502                 error = func(arg, position, type);
 503                 if (error)
 504                         return error;
 505
 506                 position = (const uint8_t *)position +
 507                     basetable_entry_types[type].length;
 508         }
 509         return 0;
 510 }
 511
 512
 513 /*
 514  * Startup the SMP processors.
 515  */
 516 void
 517 mp_start(void)
 518 {
 519         POSTCODE(MP_START_POST);
 520         mp_enable(boot_address);
 521 }
 522
 523
 524 /*
 525  * Print various information about the SMP system hardware and setup.
 526  */
 527 void
 528 mp_announce(void)
 529 {
 530         int     x;
 531
 532         POSTCODE(MP_ANNOUNCE_POST);
 533
 534         kprintf("DragonFly/MP: Multiprocessor motherboard\n");
 535         kprintf(" cpu0 (BSP): apic id: %2d", CPU_TO_ID(0));
 536         kprintf(", version: 0x%08x\n", cpu_apic_versions[0]);
 537         for (x = 1; x <= mp_naps; ++x) {
 538                 kprintf(" cpu%d (AP):  apic id: %2d", x, CPU_TO_ID(x));
 539                 kprintf(", version: 0x%08x\n", cpu_apic_versions[x]);
 540         }
 541
 542 if (apic_io_enable) {
 543         if (ioapic_use_old) {
 544                 for (x = 0; x < mp_napics; ++x) {
 545                         kprintf(" io%d (APIC): apic id: %2d", x, IO_TO_ID(x));
 546                         kprintf(", version: 0x%08x", io_apic_versions[x]);
 547                         kprintf(", at 0x%08lx\n", io_apic_address[x]);
 548                 }
 549         }
 550 } else {
 551         kprintf(" Warning: APIC I/O disabled\n");
 552 }
 553 }
 554
 555 /*
 556  * AP cpu's call this to sync up protected mode.
 557  *
 558  * WARNING! %gs is not set up on entry.  This routine sets up %gs.
 559  */
 560 void
 561 init_secondary(void)
 562 {
 563         int     gsel_tss;
 564         int     x, myid = bootAP;
 565         u_int64_t msr, cr0;
 566         struct mdglobaldata *md;
 567         struct privatespace *ps;
 568
 569         ps = &CPU_prvspace[myid];
 570
 571         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
 572                 (long) &ps->mdglobaldata.gd_common_tss;
 573         ps->mdglobaldata.mi.gd_prvspace = ps;
 574
 575         /* We fill the 32-bit segment descriptors */
 576         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
 577                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
 578                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[myid * NGDT + x]);
 579         }
 580         /* And now a 64-bit one */
 581         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
 582             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[myid * NGDT + GPROC0_SEL]);
 583
 584         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
 585         r_gdt.rd_base = (long) &gdt[myid * NGDT];
 586         lgdt(&r_gdt);                   /* does magic intra-segment return */
 587
 588         /* lgdt() destroys the GSBASE value, so we load GSBASE after lgdt() */
 589         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
 590         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)ps);
 591         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* XXX User value while we're in the kernel */
 592
 593         lidt(&r_idt);
 594
 595 #if 0
 596         lldt(_default_ldt);
 597         mdcpu->gd_currentldt = _default_ldt;
 598 #endif
 599
 600         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
 601         gdt[myid * NGDT + GPROC0_SEL].sd_type = SDT_SYSTSS;
 602
 603         md = mdcpu;     /* loaded through %gs:0 (mdglobaldata.mi.gd_prvspace)*/
 604
 605         md->gd_common_tss.tss_rsp0 = 0; /* not used until after switch */
 606 #if 0 /* JG XXX */
 607         md->gd_common_tss.tss_ioopt = (sizeof md->gd_common_tss) << 16;
 608 #endif
 609         md->gd_tss_gdt = &gdt[myid * NGDT + GPROC0_SEL];
 610         md->gd_common_tssd = *md->gd_tss_gdt;
 611
 612         /* double fault stack */
 613         md->gd_common_tss.tss_ist1 =
 614                 (long)&md->mi.gd_prvspace->idlestack[
 615                         sizeof(md->mi.gd_prvspace->idlestack)];
 616
 617         ltr(gsel_tss);
 618
 619         /*
 620          * Set to a known state:
 621          * Set by mpboot.s: CR0_PG, CR0_PE
 622          * Set by cpu_setregs: CR0_NE, CR0_MP, CR0_TS, CR0_WP, CR0_AM
 623          */
 624         cr0 = rcr0();
 625         cr0 &= ~(CR0_CD | CR0_NW | CR0_EM);
 626         load_cr0(cr0);
 627
 628         /* Set up the fast syscall stuff */
 629         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
 630         wrmsr(MSR_EFER, msr);
 631         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
 632         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
 633         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
 634               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
 635         wrmsr(MSR_STAR, msr);
 636         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D);
 637
 638         pmap_set_opt();         /* PSE/4MB pages, etc */
 639 #if JGXXX
 640         /* Initialize the PAT MSR. */
 641         pmap_init_pat();
 642 #endif
 643
 644         /* set up CPU registers and state */
 645         cpu_setregs();
 646
 647         /* set up SSE/NX registers */
 648         initializecpu();
 649
 650         /* set up FPU state on the AP */
 651         npxinit(__INITIAL_NPXCW__);
 652
 653         /* disable the APIC, just to be SURE */
 654         lapic->svr &= ~APIC_SVR_ENABLE;
 655
 656         /* data returned to BSP */
 657         cpu_apic_versions[0] = lapic->version;
 658 }
 659
 660 /*******************************************************************
 661  * local functions and data
 662  */
 663
 664 /*
 665  * start the SMP system
 666  */
 667 static void
 668 mp_enable(u_int boot_addr)
 669 {
 670         int     apic;
 671         u_int   ux;
 672         struct mptable_pos mpt;
 673
 674         POSTCODE(MP_ENABLE_POST);
 675
 676         lapic_config();
 677
 678         /* Initialize BSP's local APIC */
 679         lapic_init(TRUE);
 680
 681         /* start each Application Processor */
 682         start_all_aps(boot_addr);
 683
 684         if (apic_io_enable)
 685                 ioapic_config();
 686
 687 if (apic_io_enable && ioapic_use_old) {
 688         register_t ef;
 689
 690         if (!mptable_fps_phyaddr)
 691                 panic("no MP table, disable APIC_IO! (set hw.apic_io_enable=0)\n");
 692
 693         crit_enter();
 694
 695         ef = read_rflags();
 696         cpu_disable_intr();
 697
 698         /*
 699          * Switch to I/O APIC MachIntrABI and reconfigure
 700          * the default IDT entries.
 701          */
 702         MachIntrABI = MachIntrABI_IOAPIC;
 703         MachIntrABI.setdefault();
 704
 705         mptable_map(&mpt);
 706
 707         /*
 708          * Examine the MP table for needed info
 709          */
 710         mptable_pass1(&mpt);
 711         mptable_pass2(&mpt);
 712
 713         mptable_unmap(&mpt);
 714
 715         /* Post scan cleanup */
 716         mptable_fix();
 717
 718         setup_apic_irq_mapping();
 719
 720         /* fill the LOGICAL io_apic_versions table */
 721         for (apic = 0; apic < mp_napics; ++apic) {
 722                 ux = ioapic_read(ioapic[apic], IOAPIC_VER);
 723                 io_apic_versions[apic] = ux;
 724                 io_apic_set_id(apic, IO_TO_ID(apic));
 725         }
 726
 727         /* program each IO APIC in the system */
 728         for (apic = 0; apic < mp_napics; ++apic)
 729                 if (io_apic_setup(apic) < 0)
 730                         panic("IO APIC setup failure");
 731
 732         write_rflags(ef);
 733
 734         MachIntrABI.cleanup();
 735
 736         crit_exit();
 737 }
 738
 739         /* Finalize PIC */
 740         MachIntrABI.finalize();
 741 }
 742
 743
 744 /*
 745  * look for the MP spec signature
 746  */
 747
 748 /* string defined by the Intel MP Spec as identifying the MP table */
 749 #define MP_SIG          0x5f504d5f      /* _MP_ */
 750 #define NEXT(X)         ((X) += 4)
 751 static long
 752 mptable_search_sig(u_int32_t target, int count)
 753 {
 754         vm_size_t map_size;
 755         u_int32_t *addr;
 756         int x, ret;
 757
 758         KKASSERT(target != 0);
 759
 760         map_size = count * sizeof(u_int32_t);
 761         addr = pmap_mapdev((vm_paddr_t)target, map_size);
 762
 763         ret = 0;
 764         for (x = 0; x < count; NEXT(x)) {
 765                 if (addr[x] == MP_SIG) {
 766                         /* make array index a byte index */
 767                         ret = target + (x * sizeof(u_int32_t));
 768                         break;
 769                 }
 770         }
 771
 772         pmap_unmapdev((vm_offset_t)addr, map_size);
 773         return ret;
 774 }
 775
 776
 777 typedef struct BUSDATA {
 778         u_char  bus_id;
 779         enum busTypes bus_type;
 780 }       bus_datum;
 781
 782 typedef struct INTDATA {
 783         u_char  int_type;
 784         u_short int_flags;
 785         u_char  src_bus_id;
 786         u_char  src_bus_irq;
 787         u_char  dst_apic_id;
 788         u_char  dst_apic_int;
 789         u_char  int_vector;
 790 }       io_int, local_int;
 791
 792 typedef struct BUSTYPENAME {
 793         u_char  type;
 794         char    name[7];
 795 }       bus_type_name;
 796
 797 static bus_type_name bus_type_table[] =
 798 {
 799         {CBUS, "CBUS"},
 800         {CBUSII, "CBUSII"},
 801         {EISA, "EISA"},
 802         {MCA, "MCA"},
 803         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
 804         {ISA, "ISA"},
 805         {MCA, "MCA"},
 806         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
 807         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
 808         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
 809         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
 810         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
 811         {PCI, "PCI"},
 812         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
 813         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
 814         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
 815         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
 816         {XPRESS, "XPRESS"},
 817         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"}
 818 };
 819
 820 /* from MP spec v1.4, table 5-1 */
 821 static int default_data[7][5] =
 822 {
 823 /*   nbus, id0, type0, id1, type1 */
 824         {1, 0, ISA, 255, 255},
 825         {1, 0, EISA, 255, 255},
 826         {1, 0, EISA, 255, 255},
 827         {1, 0, MCA, 255, 255},
 828         {2, 0, ISA, 1, PCI},
 829         {2, 0, EISA, 1, PCI},
 830         {2, 0, MCA, 1, PCI}
 831 };
 832
 833 /* the bus data */
 834 static bus_datum *bus_data;
 835
 836 /* the IO INT data, one entry per possible APIC INTerrupt */
 837 static io_int  *io_apic_ints;
 838 static int nintrs;
 839
 840 static int processor_entry      (const struct PROCENTRY *entry, int cpu);
 841 static int bus_entry            (const struct BUSENTRY *entry, int bus);
 842 static int io_apic_entry        (const struct IOAPICENTRY *entry, int apic);
 843 static int int_entry            (const struct INTENTRY *entry, int intr);
 844 static int lookup_bus_type      (char *name);
 845
 846 static int
 847 mptable_ioapic_pass1_callback(void *xarg, const void *pos, int type)
 848 {
 849         const struct IOAPICENTRY *ioapic_ent;
 850
 851         switch (type) {
 852         case 1: /* bus_entry */
 853                 ++mp_nbusses;
 854                 break;
 855
 856         case 2: /* io_apic_entry */
 857                 ioapic_ent = pos;
 858                 if (ioapic_ent->apic_flags & IOAPICENTRY_FLAG_EN) {
 859                         io_apic_address[mp_napics++] =
 860                             (vm_offset_t)ioapic_ent->apic_address;
 861                 }
 862                 break;
 863
 864         case 3: /* int_entry */
 865                 ++nintrs;
 866                 break;
 867         }
 868         return 0;
 869 }
 870
 871 /*
 872  * 1st pass on motherboard's Intel MP specification table.
 873  *
 874  * determines:
 875  *      io_apic_address[N]
 876  *      mp_nbusses
 877  *      mp_napics
 878  *      nintrs
 879  */
 880 static void
 881 mptable_pass1(struct mptable_pos *mpt)
 882 {
 883         mpfps_t fps;
 884         int x;
 885
 886         POSTCODE(MPTABLE_PASS1_POST);
 887
 888         fps = mpt->mp_fps;
 889         KKASSERT(fps != NULL);
 890
 891         /* clear various tables */
 892         for (x = 0; x < NAPICID; ++x)
 893                 io_apic_address[x] = ~0;        /* IO APIC address table */
 894
 895         mp_nbusses = 0;
 896         mp_napics = 0;
 897         nintrs = 0;
 898
 899         /* check for use of 'default' configuration */
 900         if (fps->mpfb1 != 0) {
 901                 io_apic_address[0] = DEFAULT_IO_APIC_BASE;
 902                 mp_nbusses = default_data[fps->mpfb1 - 1][0];
 903                 mp_napics = 1;
 904                 nintrs = 16;
 905         } else {
 906                 int error;
 907
 908                 error = mptable_iterate_entries(mpt->mp_cth,
 909                             mptable_ioapic_pass1_callback, NULL);
 910                 if (error)
 911                         panic("mptable_iterate_entries(ioapic_pass1) failed\n");
 912         }
 913 }
 914
 915 struct mptable_ioapic2_cbarg {
 916         int     bus;
 917         int     apic;
 918         int     intr;
 919 };
 920
 921 static int
 922 mptable_ioapic_pass2_callback(void *xarg, const void *pos, int type)
 923 {
 924         struct mptable_ioapic2_cbarg *arg = xarg;
 925
 926         switch (type) {
 927         case 1:
 928                 if (bus_entry(pos, arg->bus))
 929                         ++arg->bus;
 930                 break;
 931
 932         case 2:
 933                 if (io_apic_entry(pos, arg->apic))
 934                         ++arg->apic;
 935                 break;
 936
 937         case 3:
 938                 if (int_entry(pos, arg->intr))
 939                         ++arg->intr;
 940                 break;
 941         }
 942         return 0;
 943 }
 944
 945 /*
 946  * 2nd pass on motherboard's Intel MP specification table.
 947  *
 948  * sets:
 949  *      ID_TO_IO(N), phy APIC ID to log CPU/IO table
 950  *      IO_TO_ID(N), logical IO to APIC ID table
 951  *      bus_data[N]
 952  *      io_apic_ints[N]
 953  */
 954 static void
 955 mptable_pass2(struct mptable_pos *mpt)
 956 {
 957         struct mptable_ioapic2_cbarg arg;
 958         mpfps_t fps;
 959         int error, x;
 960
 961         POSTCODE(MPTABLE_PASS2_POST);
 962
 963         fps = mpt->mp_fps;
 964         KKASSERT(fps != NULL);
 965
 966         MALLOC(io_apic_versions, u_int32_t *, sizeof(u_int32_t) * mp_napics,
 967             M_DEVBUF, M_WAITOK);
 968         MALLOC(ioapic, volatile ioapic_t **, sizeof(ioapic_t *) * mp_napics,
 969             M_DEVBUF, M_WAITOK | M_ZERO);
 970         MALLOC(io_apic_ints, io_int *, sizeof(io_int) * (nintrs + FIXUP_EXTRA_APIC_INTS),
 971             M_DEVBUF, M_WAITOK);
 972         MALLOC(bus_data, bus_datum *, sizeof(bus_datum) * mp_nbusses,
 973             M_DEVBUF, M_WAITOK);
 974
 975         for (x = 0; x < mp_napics; x++)
 976                 ioapic[x] = ioapic_map(io_apic_address[x]);
 977
 978         /* clear various tables */
 979         for (x = 0; x < NAPICID; ++x) {
 980                 ID_TO_IO(x) = -1;       /* phy APIC ID to log CPU/IO table */
 981                 IO_TO_ID(x) = -1;       /* logical IO to APIC ID table */
 982         }
 983
 984         /* clear bus data table */
 985         for (x = 0; x < mp_nbusses; ++x)
 986                 bus_data[x].bus_id = 0xff;
 987
 988         /* clear IO APIC INT table */
 989         for (x = 0; x < nintrs + FIXUP_EXTRA_APIC_INTS; ++x) {
 990                 io_apic_ints[x].int_type = 0xff;
 991                 io_apic_ints[x].int_vector = 0xff;
 992         }
 993
 994         /* check for use of 'default' configuration */
 995         if (fps->mpfb1 != 0) {
 996                 mptable_default(fps->mpfb1);
 997                 return;
 998         }
 999
1000         bzero(&arg, sizeof(arg));
1001         error = mptable_iterate_entries(mpt->mp_cth,
1002                     mptable_ioapic_pass2_callback, &arg);
1003         if (error)
1004                 panic("mptable_iterate_entries(ioapic_pass2) failed\n");
1005 }
1006
1007 /*
1008  * Check if we should perform a hyperthreading "fix-up" to
1009  * enumerate any logical CPU's that aren't already listed
1010  * in the table.
1011  *
1012  * XXX: We assume that all of the physical CPUs in the
1013  * system have the same number of logical CPUs.
1014  *
1015  * XXX: We assume that APIC ID's are allocated such that
1016  * the APIC ID's for a physical processor are aligned
1017  * with the number of logical CPU's in the processor.
1018  */
1019 static int
1020 mptable_hyperthread_fixup(cpumask_t id_mask, int cpu_count)
1021 {
1022         int i, id, lcpus_max, logical_cpus;
1023
1024         if ((cpu_feature & CPUID_HTT) == 0)
1025                 return 0;
1026
1027         lcpus_max = (cpu_procinfo & CPUID_HTT_CORES) >> 16;
1028         if (lcpus_max <= 1)
1029                 return 0;
1030
1031         if (strcmp(cpu_vendor, "GenuineIntel") == 0) {
1032                 /*
1033                  * INSTRUCTION SET REFERENCE, A-M (#253666)
1034                  * Page 3-181, Table 3-20
1035                  * "The nearest power-of-2 integer that is not smaller
1036                  *  than EBX[23:16] is the number of unique initial APIC
1037                  *  IDs reserved for addressing different logical
1038                  *  processors in a physical package."
1039                  */
1040                 for (i = 0; ; ++i) {
1041                         if ((1 << i) >= lcpus_max) {
1042                                 lcpus_max = 1 << i;
1043                                 break;
1044                         }
1045                 }
1046         }
1047
1048         KKASSERT(cpu_count != 0);
1049         if (cpu_count == lcpus_max) {
1050                 /* We have nothing to fix */
1051                 return 0;
1052         } else if (cpu_count == 1) {
1053                 /* XXX this may be incorrect */
1054                 logical_cpus = lcpus_max;
1055         } else {
1056                 int cur, prev, dist;
1057
1058                 /*
1059                  * Calculate the distances between two nearest
1060                  * APIC IDs.  If all such distances are same,
1061                  * then it is the number of missing cpus that
1062                  * we are going to fill later.
1063                  */
1064                 dist = cur = prev = -1;
1065                 for (id = 0; id < MAXCPU; ++id) {
1066                         if ((id_mask & CPUMASK(id)) == 0)
1067                                 continue;
1068
1069                         cur = id;
1070                         if (prev >= 0) {
1071                                 int new_dist = cur - prev;
1072
1073                                 if (dist < 0)
1074                                         dist = new_dist;
1075
1076                                 /*
1077                                  * Make sure that all distances
1078                                  * between two nearest APIC IDs
1079                                  * are same.
1080                                  */
1081                                 if (dist != new_dist)
1082                                         return 0;
1083                         }
1084                         prev = cur;
1085                 }
1086                 if (dist == 1)
1087                         return 0;
1088
1089                 /* Must be power of 2 */
1090                 if (dist & (dist - 1))
1091                         return 0;
1092
1093                 /* Can't exceed CPU package capacity */
1094                 if (dist > lcpus_max)
1095                         logical_cpus = lcpus_max;
1096                 else
1097                         logical_cpus = dist;
1098         }
1099
1100         /*
1101          * For each APIC ID of a CPU that is set in the mask,
1102          * scan the other candidate APIC ID's for this
1103          * physical processor.  If any of those ID's are
1104          * already in the table, then kill the fixup.
1105          */
1106         for (id = 0; id < MAXCPU; id++) {
1107                 if ((id_mask & CPUMASK(id)) == 0)
1108                         continue;
1109                 /* First, make sure we are on a logical_cpus boundary. */
1110                 if (id % logical_cpus != 0)
1111                         return 0;
1112                 for (i = id + 1; i < id + logical_cpus; i++)
1113                         if ((id_mask & CPUMASK(i)) != 0)
1114                                 return 0;
1115         }
1116         return logical_cpus;
1117 }
1118
1119 static int
1120 mptable_map(struct mptable_pos *mpt)
1121 {
1122         mpfps_t fps = NULL;
1123         mpcth_t cth = NULL;
1124         vm_size_t cth_mapsz = 0;
1125
1126         KKASSERT(mptable_fps_phyaddr != 0);
1127
1128         bzero(mpt, sizeof(*mpt));
1129
1130         fps = pmap_mapdev(mptable_fps_phyaddr, sizeof(*fps));
1131         if (fps->pap != 0) {
1132                 /*
1133                  * Map configuration table header to get
1134                  * the base table size
1135                  */
1136                 cth = pmap_mapdev(fps->pap, sizeof(*cth));
1137                 cth_mapsz = cth->base_table_length;
1138                 pmap_unmapdev((vm_offset_t)cth, sizeof(*cth));
1139
1140                 if (cth_mapsz < sizeof(*cth)) {
1141                         kprintf("invalid base MP table length %d\n",
1142                                 (int)cth_mapsz);
1143                         pmap_unmapdev((vm_offset_t)fps, sizeof(*fps));
1144                         return EINVAL;
1145                 }
1146
1147                 /*
1148                  * Map the base table
1149                  */
1150                 cth = pmap_mapdev(fps->pap, cth_mapsz);
1151         }
1152
1153         mpt->mp_fps = fps;
1154         mpt->mp_cth = cth;
1155         mpt->mp_cth_mapsz = cth_mapsz;
1156
1157         return 0;
1158 }
1159
1160 static void
1161 mptable_unmap(struct mptable_pos *mpt)
1162 {
1163         if (mpt->mp_cth != NULL) {
1164                 pmap_unmapdev((vm_offset_t)mpt->mp_cth, mpt->mp_cth_mapsz);
1165                 mpt->mp_cth = NULL;
1166                 mpt->mp_cth_mapsz = 0;
1167         }
1168         if (mpt->mp_fps != NULL) {
1169                 pmap_unmapdev((vm_offset_t)mpt->mp_fps, sizeof(*mpt->mp_fps));
1170                 mpt->mp_fps = NULL;
1171         }
1172 }
1173
1174 void
1175 assign_apic_irq(int apic, int intpin, int irq)
1176 {
1177         int x;
1178
1179         if (int_to_apicintpin[irq].ioapic != -1)
1180                 panic("assign_apic_irq: inconsistent table");
1181
1182         int_to_apicintpin[irq].ioapic = apic;
1183         int_to_apicintpin[irq].int_pin = intpin;
1184         int_to_apicintpin[irq].apic_address = ioapic[apic];
1185         int_to_apicintpin[irq].redirindex = IOAPIC_REDTBL + 2 * intpin;
1186
1187         for (x = 0; x < nintrs; x++) {
1188                 if ((io_apic_ints[x].int_type == 0 ||
1189                      io_apic_ints[x].int_type == 3) &&
1190                     io_apic_ints[x].int_vector == 0xff &&
1191                     io_apic_ints[x].dst_apic_id == IO_TO_ID(apic) &&
1192                     io_apic_ints[x].dst_apic_int == intpin)
1193                         io_apic_ints[x].int_vector = irq;
1194         }
1195 }
1196
1197 void
1198 revoke_apic_irq(int irq)
1199 {
1200         int x;
1201         int oldapic;
1202         int oldintpin;
1203
1204         if (int_to_apicintpin[irq].ioapic == -1)
1205                 panic("revoke_apic_irq: inconsistent table");
1206
1207         oldapic = int_to_apicintpin[irq].ioapic;
1208         oldintpin = int_to_apicintpin[irq].int_pin;
1209
1210         int_to_apicintpin[irq].ioapic = -1;
1211         int_to_apicintpin[irq].int_pin = 0;
1212         int_to_apicintpin[irq].apic_address = NULL;
1213         int_to_apicintpin[irq].redirindex = 0;
1214
1215         for (x = 0; x < nintrs; x++) {
1216                 if ((io_apic_ints[x].int_type == 0 ||
1217                      io_apic_ints[x].int_type == 3) &&
1218                     io_apic_ints[x].int_vector != 0xff &&
1219                     io_apic_ints[x].dst_apic_id == IO_TO_ID(oldapic) &&
1220                     io_apic_ints[x].dst_apic_int == oldintpin)
1221                         io_apic_ints[x].int_vector = 0xff;
1222         }
1223 }
1224
1225 /*
1226  * Allocate an IRQ
1227  */
1228 static void
1229 allocate_apic_irq(int intr)
1230 {
1231         int apic;
1232         int intpin;
1233         int irq;
1234
1235         if (io_apic_ints[intr].int_vector != 0xff)
1236                 return;         /* Interrupt handler already assigned */
1237
1238         if (io_apic_ints[intr].int_type != 0 &&
1239             (io_apic_ints[intr].int_type != 3 ||
1240              (io_apic_ints[intr].dst_apic_id == IO_TO_ID(0) &&
1241               io_apic_ints[intr].dst_apic_int == 0)))
1242                 return;         /* Not INT or ExtInt on != (0, 0) */
1243
1244         irq = 0;
1245         while (irq < APIC_INTMAPSIZE &&
1246                int_to_apicintpin[irq].ioapic != -1)
1247                 irq++;
1248
1249         if (irq >= APIC_INTMAPSIZE)
1250                 return;         /* No free interrupt handlers */
1251
1252         apic = ID_TO_IO(io_apic_ints[intr].dst_apic_id);
1253         intpin = io_apic_ints[intr].dst_apic_int;
1254
1255         assign_apic_irq(apic, intpin, irq);
1256 }
1257
1258
1259 static void
1260 swap_apic_id(int apic, int oldid, int newid)
1261 {
1262         int x;
1263         int oapic;
1264
1265
1266         if (oldid == newid)
1267                 return;                 /* Nothing to do */
1268
1269         kprintf("Changing APIC ID for IO APIC #%d from %d to %d in MP table\n",
1270                apic, oldid, newid);
1271
1272         /* Swap physical APIC IDs in interrupt entries */
1273         for (x = 0; x < nintrs; x++) {
1274                 if (io_apic_ints[x].dst_apic_id == oldid)
1275                         io_apic_ints[x].dst_apic_id = newid;
1276                 else if (io_apic_ints[x].dst_apic_id == newid)
1277                         io_apic_ints[x].dst_apic_id = oldid;
1278         }
1279
1280         /* Swap physical APIC IDs in IO_TO_ID mappings */
1281         for (oapic = 0; oapic < mp_napics; oapic++)
1282                 if (IO_TO_ID(oapic) == newid)
1283                         break;
1284
1285         if (oapic < mp_napics) {
1286                 kprintf("Changing APIC ID for IO APIC #%d from "
1287                        "%d to %d in MP table\n",
1288                        oapic, newid, oldid);
1289                 IO_TO_ID(oapic) = oldid;
1290         }
1291         IO_TO_ID(apic) = newid;
1292 }
1293
1294
1295 static void
1296 fix_id_to_io_mapping(void)
1297 {
1298         int x;
1299
1300         for (x = 0; x < NAPICID; x++)
1301                 ID_TO_IO(x) = -1;
1302
1303         for (x = 0; x <= mp_naps; x++) {
1304                 if ((u_int)CPU_TO_ID(x) < NAPICID)
1305                         ID_TO_IO(CPU_TO_ID(x)) = x;
1306         }
1307
1308         for (x = 0; x < mp_napics; x++) {
1309                 if ((u_int)IO_TO_ID(x) < NAPICID)
1310                         ID_TO_IO(IO_TO_ID(x)) = x;
1311         }
1312 }
1313
1314
1315 static int
1316 first_free_apic_id(void)
1317 {
1318         int freeid, x;
1319
1320         for (freeid = 0; freeid < NAPICID; freeid++) {
1321                 for (x = 0; x <= mp_naps; x++)
1322                         if (CPU_TO_ID(x) == freeid)
1323                                 break;
1324                 if (x <= mp_naps)
1325                         continue;
1326                 for (x = 0; x < mp_napics; x++)
1327                         if (IO_TO_ID(x) == freeid)
1328                                 break;
1329                 if (x < mp_napics)
1330                         continue;
1331                 return freeid;
1332         }
1333         return freeid;
1334 }
1335
1336
1337 static int
1338 io_apic_id_acceptable(int apic, int id)
1339 {
1340         int cpu;                /* Logical CPU number */
1341         int oapic;              /* Logical IO APIC number for other IO APIC */
1342
1343         if ((u_int)id >= NAPICID)
1344                 return 0;       /* Out of range */
1345
1346         for (cpu = 0; cpu <= mp_naps; cpu++) {
1347                 if (CPU_TO_ID(cpu) == id)
1348                         return 0;       /* Conflict with CPU */
1349         }
1350
1351         for (oapic = 0; oapic < mp_napics && oapic < apic; oapic++) {
1352                 if (IO_TO_ID(oapic) == id)
1353                         return 0;       /* Conflict with other APIC */
1354         }
1355
1356         return 1;               /* ID is acceptable for IO APIC */
1357 }
1358
1359 static
1360 io_int *
1361 io_apic_find_int_entry(int apic, int pin)
1362 {
1363         int     x;
1364
1365         /* search each of the possible INTerrupt sources */
1366         for (x = 0; x < nintrs; ++x) {
1367                 if ((apic == ID_TO_IO(io_apic_ints[x].dst_apic_id)) &&
1368                     (pin == io_apic_ints[x].dst_apic_int))
1369                         return (&io_apic_ints[x]);
1370         }
1371         return NULL;
1372 }
1373
1374 /*
1375  * parse an Intel MP specification table
1376  */
1377 static void
1378 mptable_fix(void)
1379 {
1380         int     x;
1381         int     id;
1382         int     apic;           /* IO APIC unit number */
1383         int     freeid;         /* Free physical APIC ID */
1384         int     physid;         /* Current physical IO APIC ID */
1385         io_int *io14;
1386         int     bus_0 = 0;      /* Stop GCC warning */
1387         int     bus_pci = 0;    /* Stop GCC warning */
1388         int     num_pci_bus;
1389
1390         /*
1391          * Fix mis-numbering of the PCI bus and its INT entries if the BIOS
1392          * did it wrong.  The MP spec says that when more than 1 PCI bus
1393          * exists the BIOS must begin with bus entries for the PCI bus and use
1394          * actual PCI bus numbering.  This implies that when only 1 PCI bus
1395          * exists the BIOS can choose to ignore this ordering, and indeed many
1396          * MP motherboards do ignore it.  This causes a problem when the PCI
1397          * sub-system makes requests of the MP sub-system based on PCI bus
1398          * numbers.     So here we look for the situation and renumber the
1399          * busses and associated INTs in an effort to "make it right".
1400          */
1401
1402         /* find bus 0, PCI bus, count the number of PCI busses */
1403         for (num_pci_bus = 0, x = 0; x < mp_nbusses; ++x) {
1404                 if (bus_data[x].bus_id == 0) {
1405                         bus_0 = x;
1406                 }
1407                 if (bus_data[x].bus_type == PCI) {
1408                         ++num_pci_bus;
1409                         bus_pci = x;
1410                 }
1411         }
1412         /*
1413          * bus_0 == slot of bus with ID of 0
1414          * bus_pci == slot of last PCI bus encountered
1415          */
1416
1417         /* check the 1 PCI bus case for sanity */
1418         /* if it is number 0 all is well */
1419         if (num_pci_bus == 1 &&
1420             bus_data[bus_pci].bus_id != 0) {
1421
1422                 /* mis-numbered, swap with whichever bus uses slot 0 */
1423
1424                 /* swap the bus entry types */
1425                 bus_data[bus_pci].bus_type = bus_data[bus_0].bus_type;
1426                 bus_data[bus_0].bus_type = PCI;
1427
1428                 /* swap each relevant INTerrupt entry */
1429                 id = bus_data[bus_pci].bus_id;
1430                 for (x = 0; x < nintrs; ++x) {
1431                         if (io_apic_ints[x].src_bus_id == id) {
1432                                 io_apic_ints[x].src_bus_id = 0;
1433                         }
1434                         else if (io_apic_ints[x].src_bus_id == 0) {
1435                                 io_apic_ints[x].src_bus_id = id;
1436                         }
1437                 }
1438         }
1439
1440         /* Assign IO APIC IDs.
1441          *
1442          * First try the existing ID. If a conflict is detected, try
1443          * the ID in the MP table.  If a conflict is still detected, find
1444          * a free id.
1445          *
1446          * We cannot use the ID_TO_IO table before all conflicts has been
1447          * resolved and the table has been corrected.
1448          */
1449         for (apic = 0; apic < mp_napics; ++apic) { /* For all IO APICs */
1450
1451                 /* First try to use the value set by the BIOS */
1452                 physid = io_apic_get_id(apic);
1453                 if (io_apic_id_acceptable(apic, physid)) {
1454                         if (IO_TO_ID(apic) != physid)
1455                                 swap_apic_id(apic, IO_TO_ID(apic), physid);
1456                         continue;
1457                 }
1458
1459                 /* Then check if the value in the MP table is acceptable */
1460                 if (io_apic_id_acceptable(apic, IO_TO_ID(apic)))
1461                         continue;
1462
1463                 /* Last resort, find a free APIC ID and use it */
1464                 freeid = first_free_apic_id();
1465                 if (freeid >= NAPICID)
1466                         panic("No free physical APIC IDs found");
1467
1468                 if (io_apic_id_acceptable(apic, freeid)) {
1469                         swap_apic_id(apic, IO_TO_ID(apic), freeid);
1470                         continue;
1471                 }
1472                 panic("Free physical APIC ID not usable");
1473         }
1474         fix_id_to_io_mapping();
1475
1476         /* detect and fix broken Compaq MP table */
1477         if (apic_int_type(0, 0) == -1) {
1478                 kprintf("APIC_IO: MP table broken: 8259->APIC entry missing!\n");
1479                 io_apic_ints[nintrs].int_type = 3;      /* ExtInt */
1480                 io_apic_ints[nintrs].int_vector = 0xff; /* Unassigned */
1481                 /* XXX fixme, set src bus id etc, but it doesn't seem to hurt */
1482                 io_apic_ints[nintrs].dst_apic_id = IO_TO_ID(0);
1483                 io_apic_ints[nintrs].dst_apic_int = 0;  /* Pin 0 */
1484                 nintrs++;
1485         } else if (apic_int_type(0, 0) == 0) {
1486                 kprintf("APIC_IO: MP table broken: ExtINT entry corrupt!\n");
1487                 for (x = 0; x < nintrs; ++x)
1488                         if ((ID_TO_IO(io_apic_ints[x].dst_apic_id) == 0) &&
1489                             (io_apic_ints[x].dst_apic_int) == 0) {
1490                                 io_apic_ints[x].int_type = 3;
1491                                 io_apic_ints[x].int_vector = 0xff;
1492                                 break;
1493                         }
1494         }
1495
1496         /*
1497          * Fix missing IRQ 15 when IRQ 14 is an ISA interrupt.  IDE
1498          * controllers universally come in pairs.  If IRQ 14 is specified
1499          * as an ISA interrupt, then IRQ 15 had better be too.
1500          *
1501          * [ Shuttle XPC / AMD Athlon X2 ]
1502          *      The MPTable is missing an entry for IRQ 15.  Note that the
1503          *      ACPI table has an entry for both 14 and 15.
1504          */
1505         if (apic_int_type(0, 14) == 0 && apic_int_type(0, 15) == -1) {
1506                 kprintf("APIC_IO: MP table broken: IRQ 15 not ISA when IRQ 14 is!\n");
1507                 io14 = io_apic_find_int_entry(0, 14);
1508                 io_apic_ints[nintrs] = *io14;
1509                 io_apic_ints[nintrs].src_bus_irq = 15;
1510                 io_apic_ints[nintrs].dst_apic_int = 15;
1511                 nintrs++;
1512         }
1513 }
1514
1515 /* Assign low level interrupt handlers */
1516 static void
1517 setup_apic_irq_mapping(void)
1518 {
1519         int     x;
1520         int     int_vector;
1521
1522         /* Clear array */
1523         for (x = 0; x < APIC_INTMAPSIZE; x++) {
1524                 int_to_apicintpin[x].ioapic = -1;
1525                 int_to_apicintpin[x].int_pin = 0;
1526                 int_to_apicintpin[x].apic_address = NULL;
1527                 int_to_apicintpin[x].redirindex = 0;
1528
1529                 /* Default to masked */
1530                 int_to_apicintpin[x].flags = IOAPIC_IM_FLAG_MASKED;
1531         }
1532
1533         /* First assign ISA/EISA interrupts */
1534         for (x = 0; x < nintrs; x++) {
1535                 int_vector = io_apic_ints[x].src_bus_irq;
1536                 if (int_vector < APIC_INTMAPSIZE &&
1537                     io_apic_ints[x].int_vector == 0xff &&
1538                     int_to_apicintpin[int_vector].ioapic == -1 &&
1539                     (apic_int_is_bus_type(x, ISA) ||
1540                      apic_int_is_bus_type(x, EISA)) &&
1541                     io_apic_ints[x].int_type == 0) {
1542                         assign_apic_irq(ID_TO_IO(io_apic_ints[x].dst_apic_id),
1543                                         io_apic_ints[x].dst_apic_int,
1544                                         int_vector);
1545                 }
1546         }
1547
1548         /* Assign ExtInt entry if no ISA/EISA interrupt 0 entry */
1549         for (x = 0; x < nintrs; x++) {
1550                 if (io_apic_ints[x].dst_apic_int == 0 &&
1551                     io_apic_ints[x].dst_apic_id == IO_TO_ID(0) &&
1552                     io_apic_ints[x].int_vector == 0xff &&
1553                     int_to_apicintpin[0].ioapic == -1 &&
1554                     io_apic_ints[x].int_type == 3) {
1555                         assign_apic_irq(0, 0, 0);
1556                         break;
1557                 }
1558         }
1559
1560         /* Assign PCI interrupts */
1561         for (x = 0; x < nintrs; ++x) {
1562                 if (io_apic_ints[x].int_type == 0 &&
1563                     io_apic_ints[x].int_vector == 0xff &&
1564                     apic_int_is_bus_type(x, PCI))
1565                         allocate_apic_irq(x);
1566         }
1567 }
1568
1569 void
1570 mp_set_cpuids(int cpu_id, int apic_id)
1571 {
1572         CPU_TO_ID(cpu_id) = apic_id;
1573         ID_TO_CPU(apic_id) = cpu_id;
1574
1575         if (apic_id > lapic_id_max)
1576                 lapic_id_max = apic_id;
1577 }
1578
1579 static int
1580 processor_entry(const struct PROCENTRY *entry, int cpu)
1581 {
1582         KKASSERT(cpu > 0);
1583
1584         /* check for usability */
1585         if (!(entry->cpu_flags & PROCENTRY_FLAG_EN))
1586                 return 0;
1587
1588         /* check for BSP flag */
1589         if (entry->cpu_flags & PROCENTRY_FLAG_BP) {
1590                 mp_set_cpuids(0, entry->apic_id);
1591                 return 0;       /* its already been counted */
1592         }
1593
1594         /* add another AP to list, if less than max number of CPUs */
1595         else if (cpu < MAXCPU) {
1596                 mp_set_cpuids(cpu, entry->apic_id);
1597                 return 1;
1598         }
1599
1600         return 0;
1601 }
1602
1603 static int
1604 bus_entry(const struct BUSENTRY *entry, int bus)
1605 {
1606         int     x;
1607         char    c, name[8];
1608
1609         /* encode the name into an index */
1610         for (x = 0; x < 6; ++x) {
1611                 if ((c = entry->bus_type[x]) == ' ')
1612                         break;
1613                 name[x] = c;
1614         }
1615         name[x] = '\0';
1616
1617         if ((x = lookup_bus_type(name)) == UNKNOWN_BUSTYPE)
1618                 panic("unknown bus type: '%s'", name);
1619
1620         bus_data[bus].bus_id = entry->bus_id;
1621         bus_data[bus].bus_type = x;
1622
1623         return 1;
1624 }
1625
1626 static int
1627 io_apic_entry(const struct IOAPICENTRY *entry, int apic)
1628 {
1629         if (!(entry->apic_flags & IOAPICENTRY_FLAG_EN))
1630                 return 0;
1631
1632         IO_TO_ID(apic) = entry->apic_id;
1633         ID_TO_IO(entry->apic_id) = apic;
1634
1635         return 1;
1636 }
1637
1638 static int
1639 lookup_bus_type(char *name)
1640 {
1641         int     x;
1642
1643         for (x = 0; x < MAX_BUSTYPE; ++x)
1644                 if (strcmp(bus_type_table[x].name, name) == 0)
1645                         return bus_type_table[x].type;
1646
1647         return UNKNOWN_BUSTYPE;
1648 }
1649
1650 static int
1651 int_entry(const struct INTENTRY *entry, int intr)
1652 {
1653         int apic;
1654
1655         io_apic_ints[intr].int_type = entry->int_type;
1656         io_apic_ints[intr].int_flags = entry->int_flags;
1657         io_apic_ints[intr].src_bus_id = entry->src_bus_id;
1658         io_apic_ints[intr].src_bus_irq = entry->src_bus_irq;
1659         if (entry->dst_apic_id == 255) {
1660                 /* This signal goes to all IO APICS.  Select an IO APIC
1661                    with sufficient number of interrupt pins */
1662                 for (apic = 0; apic < mp_napics; apic++)
1663                         if (((ioapic_read(ioapic[apic], IOAPIC_VER) &
1664                               IOART_VER_MAXREDIR) >> MAXREDIRSHIFT) >=
1665                             entry->dst_apic_int)
1666                                 break;
1667                 if (apic < mp_napics)
1668                         io_apic_ints[intr].dst_apic_id = IO_TO_ID(apic);
1669                 else
1670                         io_apic_ints[intr].dst_apic_id = entry->dst_apic_id;
1671         } else
1672                 io_apic_ints[intr].dst_apic_id = entry->dst_apic_id;
1673         io_apic_ints[intr].dst_apic_int = entry->dst_apic_int;
1674
1675         return 1;
1676 }
1677
1678 static int
1679 apic_int_is_bus_type(int intr, int bus_type)
1680 {
1681         int     bus;
1682
1683         for (bus = 0; bus < mp_nbusses; ++bus)
1684                 if ((bus_data[bus].bus_id == io_apic_ints[intr].src_bus_id)
1685                     && ((int) bus_data[bus].bus_type == bus_type))
1686                         return 1;
1687
1688         return 0;
1689 }
1690
1691 /*
1692  * Given a traditional ISA INT mask, return an APIC mask.
1693  */
1694 u_int
1695 isa_apic_mask(u_int isa_mask)
1696 {
1697         int isa_irq;
1698         int apic_pin;
1699
1700 #if defined(SKIP_IRQ15_REDIRECT)
1701         if (isa_mask == (1 << 15)) {
1702                 kprintf("skipping ISA IRQ15 redirect\n");
1703                 return isa_mask;
1704         }
1705 #endif  /* SKIP_IRQ15_REDIRECT */
1706
1707         isa_irq = ffs(isa_mask);                /* find its bit position */
1708         if (isa_irq == 0)                       /* doesn't exist */
1709                 return 0;
1710         --isa_irq;                              /* make it zero based */
1711
1712         apic_pin = isa_apic_irq(isa_irq);       /* look for APIC connection */
1713         if (apic_pin == -1)
1714                 return 0;
1715
1716         return (1 << apic_pin);                 /* convert pin# to a mask */
1717 }
1718
1719 /*
1720  * Determine which APIC pin an ISA/EISA INT is attached to.
1721  */
1722 #define INTTYPE(I)      (io_apic_ints[(I)].int_type)
1723 #define INTPIN(I)       (io_apic_ints[(I)].dst_apic_int)
1724 #define INTIRQ(I)       (io_apic_ints[(I)].int_vector)
1725 #define INTAPIC(I)      (ID_TO_IO(io_apic_ints[(I)].dst_apic_id))
1726
1727 #define SRCBUSIRQ(I)    (io_apic_ints[(I)].src_bus_irq)
1728 int
1729 isa_apic_irq(int isa_irq)
1730 {
1731         int     intr;
1732
1733         for (intr = 0; intr < nintrs; ++intr) {         /* check each record */
1734                 if (INTTYPE(intr) == 0) {               /* standard INT */
1735                         if (SRCBUSIRQ(intr) == isa_irq) {
1736                                 if (apic_int_is_bus_type(intr, ISA) ||
1737                                     apic_int_is_bus_type(intr, EISA)) {
1738                                         if (INTIRQ(intr) == 0xff)
1739                                                 return -1; /* unassigned */
1740                                         return INTIRQ(intr);    /* found */
1741                                 }
1742                         }
1743                 }
1744         }
1745         return -1;                                      /* NOT found */
1746 }
1747
1748
1749 /*
1750  * Determine which APIC pin a PCI INT is attached to.
1751  */
1752 #define SRCBUSID(I)     (io_apic_ints[(I)].src_bus_id)
1753 #define SRCBUSDEVICE(I) ((io_apic_ints[(I)].src_bus_irq >> 2) & 0x1f)
1754 #define SRCBUSLINE(I)   (io_apic_ints[(I)].src_bus_irq & 0x03)
1755 int
1756 pci_apic_irq(int pciBus, int pciDevice, int pciInt)
1757 {
1758         int     intr;
1759
1760         --pciInt;                                       /* zero based */
1761
1762         for (intr = 0; intr < nintrs; ++intr) {         /* check each record */
1763                 if ((INTTYPE(intr) == 0)                /* standard INT */
1764                     && (SRCBUSID(intr) == pciBus)
1765                     && (SRCBUSDEVICE(intr) == pciDevice)
1766                     && (SRCBUSLINE(intr) == pciInt)) {  /* a candidate IRQ */
1767                         if (apic_int_is_bus_type(intr, PCI)) {
1768                                 if (INTIRQ(intr) == 0xff) {
1769                                         kprintf("IOAPIC: pci_apic_irq() "
1770                                                 "failed\n");
1771                                         return -1;      /* unassigned */
1772                                 }
1773                                 return INTIRQ(intr);    /* exact match */
1774                         }
1775                 }
1776         }
1777
1778         return -1;                                      /* NOT found */
1779 }
1780
1781 int
1782 next_apic_irq(int irq)
1783 {
1784         int intr, ointr;
1785         int bus, bustype;
1786
1787         bus = 0;
1788         bustype = 0;
1789         for (intr = 0; intr < nintrs; intr++) {
1790                 if (INTIRQ(intr) != irq || INTTYPE(intr) != 0)
1791                         continue;
1792                 bus = SRCBUSID(intr);
1793                 bustype = apic_bus_type(bus);
1794                 if (bustype != ISA &&
1795                     bustype != EISA &&
1796                     bustype != PCI)
1797                         continue;
1798                 break;
1799         }
1800         if (intr >= nintrs) {
1801                 return -1;
1802         }
1803         for (ointr = intr + 1; ointr < nintrs; ointr++) {
1804                 if (INTTYPE(ointr) != 0)
1805                         continue;
1806                 if (bus != SRCBUSID(ointr))
1807                         continue;
1808                 if (bustype == PCI) {
1809                         if (SRCBUSDEVICE(intr) != SRCBUSDEVICE(ointr))
1810                                 continue;
1811                         if (SRCBUSLINE(intr) != SRCBUSLINE(ointr))
1812                                 continue;
1813                 }
1814                 if (bustype == ISA || bustype == EISA) {
1815                         if (SRCBUSIRQ(intr) != SRCBUSIRQ(ointr))
1816                                 continue;
1817                 }
1818                 if (INTPIN(intr) == INTPIN(ointr))
1819                         continue;
1820                 break;
1821         }
1822         if (ointr >= nintrs) {
1823                 return -1;
1824         }
1825         return INTIRQ(ointr);
1826 }
1827 #undef SRCBUSLINE
1828 #undef SRCBUSDEVICE
1829 #undef SRCBUSID
1830 #undef SRCBUSIRQ
1831
1832 #undef INTPIN
1833 #undef INTIRQ
1834 #undef INTAPIC
1835 #undef INTTYPE
1836
1837 /*
1838  * Reprogram the MB chipset to NOT redirect an ISA INTerrupt.
1839  *
1840  * XXX FIXME:
1841  *  Exactly what this means is unclear at this point.  It is a solution
1842  *  for motherboards that redirect the MBIRQ0 pin.  Generically a motherboard
1843  *  could route any of the ISA INTs to upper (>15) IRQ values.  But most would
1844  *  NOT be redirected via MBIRQ0, thus "undirect()ing" them would NOT be an
1845  *  option.
1846  */
1847 int
1848 undirect_isa_irq(int rirq)
1849 {
1850 #if defined(READY)
1851         if (bootverbose)
1852             kprintf("Freeing redirected ISA irq %d.\n", rirq);
1853         /** FIXME: tickle the MB redirector chip */
1854         return /* XXX */;
1855 #else
1856         if (bootverbose)
1857             kprintf("Freeing (NOT implemented) redirected ISA irq %d.\n", rirq);
1858         return 0;
1859 #endif  /* READY */
1860 }
1861
1862
1863 /*
1864  * Reprogram the MB chipset to NOT redirect a PCI INTerrupt
1865  */
1866 int
1867 undirect_pci_irq(int rirq)
1868 {
1869 #if defined(READY)
1870         if (bootverbose)
1871                 kprintf("Freeing redirected PCI irq %d.\n", rirq);
1872
1873         /** FIXME: tickle the MB redirector chip */
1874         return /* XXX */;
1875 #else
1876         if (bootverbose)
1877                 kprintf("Freeing (NOT implemented) redirected PCI irq %d.\n",
1878                        rirq);
1879         return 0;
1880 #endif  /* READY */
1881 }
1882
1883
1884 /*
1885  * given a bus ID, return:
1886  *  the bus type if found
1887  *  -1 if NOT found
1888  */
1889 int
1890 apic_bus_type(int id)
1891 {
1892         int     x;
1893
1894         for (x = 0; x < mp_nbusses; ++x)
1895                 if (bus_data[x].bus_id == id)
1896                         return bus_data[x].bus_type;
1897
1898         return -1;
1899 }
1900
1901 /*
1902  * given a LOGICAL APIC# and pin#, return:
1903  *  the associated src bus ID if found
1904  *  -1 if NOT found
1905  */
1906 int
1907 apic_src_bus_id(int apic, int pin)
1908 {
1909         int     x;
1910
1911         /* search each of the possible INTerrupt sources */
1912         for (x = 0; x < nintrs; ++x)
1913                 if ((apic == ID_TO_IO(io_apic_ints[x].dst_apic_id)) &&
1914                     (pin == io_apic_ints[x].dst_apic_int))
1915                         return (io_apic_ints[x].src_bus_id);
1916
1917         return -1;              /* NOT found */
1918 }
1919
1920 /*
1921  * given a LOGICAL APIC# and pin#, return:
1922  *  the associated src bus IRQ if found
1923  *  -1 if NOT found
1924  */
1925 int
1926 apic_src_bus_irq(int apic, int pin)
1927 {
1928         int     x;
1929
1930         for (x = 0; x < nintrs; x++)
1931                 if ((apic == ID_TO_IO(io_apic_ints[x].dst_apic_id)) &&
1932                     (pin == io_apic_ints[x].dst_apic_int))
1933                         return (io_apic_ints[x].src_bus_irq);
1934
1935         return -1;              /* NOT found */
1936 }
1937
1938
1939 /*
1940  * given a LOGICAL APIC# and pin#, return:
1941  *  the associated INTerrupt type if found
1942  *  -1 if NOT found
1943  */
1944 int
1945 apic_int_type(int apic, int pin)
1946 {
1947         int     x;
1948
1949         /* search each of the possible INTerrupt sources */
1950         for (x = 0; x < nintrs; ++x) {
1951                 if ((apic == ID_TO_IO(io_apic_ints[x].dst_apic_id)) &&
1952                     (pin == io_apic_ints[x].dst_apic_int))
1953                         return (io_apic_ints[x].int_type);
1954         }
1955         return -1;              /* NOT found */
1956 }
1957
1958 /*
1959  * Return the IRQ associated with an APIC pin
1960  */
1961 int
1962 apic_irq(int apic, int pin)
1963 {
1964         int x;
1965         int res;
1966
1967         for (x = 0; x < nintrs; ++x) {
1968                 if ((apic == ID_TO_IO(io_apic_ints[x].dst_apic_id)) &&
1969                     (pin == io_apic_ints[x].dst_apic_int)) {
1970                         res = io_apic_ints[x].int_vector;
1971                         if (res == 0xff)
1972                                 return -1;
1973                         if (apic != int_to_apicintpin[res].ioapic)
1974                                 panic("apic_irq: inconsistent table %d/%d", apic, int_to_apicintpin[res].ioapic);
1975                         if (pin != int_to_apicintpin[res].int_pin)
1976                                 panic("apic_irq inconsistent table (2)");
1977                         return res;
1978                 }
1979         }
1980         return -1;
1981 }
1982
1983
1984 /*
1985  * given a LOGICAL APIC# and pin#, return:
1986  *  the associated trigger mode if found
1987  *  -1 if NOT found
1988  */
1989 int
1990 apic_trigger(int apic, int pin)
1991 {
1992         int     x;
1993
1994         /* search each of the possible INTerrupt sources */
1995         for (x = 0; x < nintrs; ++x)
1996                 if ((apic == ID_TO_IO(io_apic_ints[x].dst_apic_id)) &&
1997                     (pin == io_apic_ints[x].dst_apic_int))
1998                         return ((io_apic_ints[x].int_flags >> 2) & 0x03);
1999
2000         return -1;              /* NOT found */
2001 }
2002
2003
2004 /*
2005  * given a LOGICAL APIC# and pin#, return:
2006  *  the associated 'active' level if found
2007  *  -1 if NOT found
2008  */
2009 int
2010 apic_polarity(int apic, int pin)
2011 {
2012         int     x;
2013
2014         /* search each of the possible INTerrupt sources */
2015         for (x = 0; x < nintrs; ++x)
2016                 if ((apic == ID_TO_IO(io_apic_ints[x].dst_apic_id)) &&
2017                     (pin == io_apic_ints[x].dst_apic_int))
2018                         return (io_apic_ints[x].int_flags & 0x03);
2019
2020         return -1;              /* NOT found */
2021 }
2022
2023 /*
2024  * set data according to MP defaults
2025  * FIXME: probably not complete yet...
2026  */
2027 static void
2028 mptable_default(int type)
2029 {
2030         int     io_apic_id;
2031         int     pin;
2032
2033 #if 0
2034         kprintf("  MP default config type: %d\n", type);
2035         switch (type) {
2036         case 1:
2037                 kprintf("   bus: ISA, APIC: 82489DX\n");
2038                 break;
2039         case 2:
2040                 kprintf("   bus: EISA, APIC: 82489DX\n");
2041                 break;
2042         case 3:
2043                 kprintf("   bus: EISA, APIC: 82489DX\n");
2044                 break;
2045         case 4:
2046                 kprintf("   bus: MCA, APIC: 82489DX\n");
2047                 break;
2048         case 5:
2049                 kprintf("   bus: ISA+PCI, APIC: Integrated\n");
2050                 break;
2051         case 6:
2052                 kprintf("   bus: EISA+PCI, APIC: Integrated\n");
2053                 break;
2054         case 7:
2055                 kprintf("   bus: MCA+PCI, APIC: Integrated\n");
2056                 break;
2057         default:
2058                 kprintf("   future type\n");
2059                 break;
2060                 /* NOTREACHED */
2061         }
2062 #endif  /* 0 */
2063
2064         /* one and only IO APIC */
2065         io_apic_id = (ioapic_read(ioapic[0], IOAPIC_ID) & APIC_ID_MASK) >> 24;
2066
2067         /*
2068          * sanity check, refer to MP spec section 3.6.6, last paragraph
2069          * necessary as some hardware isn't properly setting up the IO APIC
2070          */
2071 #if defined(REALLY_ANAL_IOAPICID_VALUE)
2072         if (io_apic_id != 2) {
2073 #else
2074         if ((io_apic_id == 0) || (io_apic_id == 1) || (io_apic_id == 15)) {
2075 #endif  /* REALLY_ANAL_IOAPICID_VALUE */
2076                 io_apic_set_id(0, 2);
2077                 io_apic_id = 2;
2078         }
2079         IO_TO_ID(0) = io_apic_id;
2080         ID_TO_IO(io_apic_id) = 0;
2081
2082         /* fill out bus entries */
2083         switch (type) {
2084         case 1:
2085         case 2:
2086         case 3:
2087         case 4:
2088         case 5:
2089         case 6:
2090         case 7:
2091                 bus_data[0].bus_id = default_data[type - 1][1];
2092                 bus_data[0].bus_type = default_data[type - 1][2];
2093                 bus_data[1].bus_id = default_data[type - 1][3];
2094                 bus_data[1].bus_type = default_data[type - 1][4];
2095                 break;
2096
2097         /* case 4: case 7:                 MCA NOT supported */
2098         default:                /* illegal/reserved */
2099                 panic("BAD default MP config: %d", type);
2100                 /* NOTREACHED */
2101         }
2102
2103         /* general cases from MP v1.4, table 5-2 */
2104         for (pin = 0; pin < 16; ++pin) {
2105                 io_apic_ints[pin].int_type = 0;
2106                 io_apic_ints[pin].int_flags = 0x05;     /* edge/active-hi */
2107                 io_apic_ints[pin].src_bus_id = 0;
2108                 io_apic_ints[pin].src_bus_irq = pin;    /* IRQ2 caught below */
2109                 io_apic_ints[pin].dst_apic_id = io_apic_id;
2110                 io_apic_ints[pin].dst_apic_int = pin;   /* 1-to-1 */
2111         }
2112
2113         /* special cases from MP v1.4, table 5-2 */
2114         if (type == 2) {
2115                 io_apic_ints[2].int_type = 0xff;        /* N/C */
2116                 io_apic_ints[13].int_type = 0xff;       /* N/C */
2117 #if !defined(APIC_MIXED_MODE)
2118                 /** FIXME: ??? */
2119                 panic("sorry, can't support type 2 default yet");
2120 #endif  /* APIC_MIXED_MODE */
2121         }
2122         else
2123                 io_apic_ints[2].src_bus_irq = 0;        /* ISA IRQ0 is on APIC INT 2 */
2124
2125         if (type == 7)
2126                 io_apic_ints[0].int_type = 0xff;        /* N/C */
2127         else
2128                 io_apic_ints[0].int_type = 3;   /* vectored 8259 */
2129 }
2130
2131 /*
2132  * Map a physical memory address representing I/O into KVA.  The I/O
2133  * block is assumed not to cross a page boundary.
2134  */
2135 void *
2136 ioapic_map(vm_paddr_t pa)
2137 {
2138         KKASSERT(pa < 0x100000000LL);
2139
2140         return pmap_mapdev_uncacheable(pa, PAGE_SIZE);
2141 }
2142
2143 /*
2144  * start each AP in our list
2145  */
2146 static int
2147 start_all_aps(u_int boot_addr)
2148 {
2149         vm_offset_t va = boot_address + KERNBASE;
2150         u_int64_t *pt4, *pt3, *pt2;
2151         int     x, i, pg;
2152         int     shift;
2153         int     smicount;
2154         int     smibest;
2155         int     smilast;
2156         u_char  mpbiosreason;
2157         u_long  mpbioswarmvec;
2158         struct mdglobaldata *gd;
2159         struct privatespace *ps;
2160
2161         POSTCODE(START_ALL_APS_POST);
2162
2163         /* install the AP 1st level boot code */
2164         pmap_kenter(va, boot_address);
2165         cpu_invlpg((void *)va);         /* JG XXX */
2166         bcopy(mptramp_start, (void *)va, bootMP_size);
2167
2168         /* Locate the page tables, they'll be below the trampoline */
2169         pt4 = (u_int64_t *)(uintptr_t)(mptramp_pagetables + KERNBASE);
2170         pt3 = pt4 + (PAGE_SIZE) / sizeof(u_int64_t);
2171         pt2 = pt3 + (PAGE_SIZE) / sizeof(u_int64_t);
2172
2173         /* Create the initial 1GB replicated page tables */
2174         for (i = 0; i < 512; i++) {
2175                 /* Each slot of the level 4 pages points to the same level 3 page */
2176                 pt4[i] = (u_int64_t)(uintptr_t)(mptramp_pagetables + PAGE_SIZE);
2177                 pt4[i] |= PG_V | PG_RW | PG_U;
2178
2179                 /* Each slot of the level 3 pages points to the same level 2 page */
2180                 pt3[i] = (u_int64_t)(uintptr_t)(mptramp_pagetables + (2 * PAGE_SIZE));
2181                 pt3[i] |= PG_V | PG_RW | PG_U;
2182
2183                 /* The level 2 page slots are mapped with 2MB pages for 1GB. */
2184                 pt2[i] = i * (2 * 1024 * 1024);
2185                 pt2[i] |= PG_V | PG_RW | PG_PS | PG_U;
2186         }
2187
2188         /* save the current value of the warm-start vector */
2189         mpbioswarmvec = *((u_int32_t *) WARMBOOT_OFF);
2190         outb(CMOS_REG, BIOS_RESET);
2191         mpbiosreason = inb(CMOS_DATA);
2192
2193         /* setup a vector to our boot code */
2194         *((volatile u_short *) WARMBOOT_OFF) = WARMBOOT_TARGET;
2195         *((volatile u_short *) WARMBOOT_SEG) = (boot_address >> 4);
2196         outb(CMOS_REG, BIOS_RESET);
2197         outb(CMOS_DATA, BIOS_WARM);     /* 'warm-start' */
2198
2199         /*
2200          * If we have a TSC we can figure out the SMI interrupt rate.
2201          * The SMI does not necessarily use a constant rate.  Spend
2202          * up to 250ms trying to figure it out.
2203          */
2204         smibest = 0;
2205         if (cpu_feature & CPUID_TSC) {
2206                 set_apic_timer(275000);
2207                 smilast = read_apic_timer();
2208                 for (x = 0; x < 20 && read_apic_timer(); ++x) {
2209                         smicount = smitest();
2210                         if (smibest == 0 || smilast - smicount < smibest)
2211                                 smibest = smilast - smicount;
2212                         smilast = smicount;
2213                 }
2214                 if (smibest > 250000)
2215                         smibest = 0;
2216                 if (smibest) {
2217                         smibest = smibest * (int64_t)1000000 /
2218                                   get_apic_timer_frequency();
2219                 }
2220         }
2221         if (smibest)
2222                 kprintf("SMI Frequency (worst case): %d Hz (%d us)\n",
2223                         1000000 / smibest, smibest);
2224
2225         /* start each AP */
2226         for (x = 1; x <= mp_naps; ++x) {
2227
2228                 /* This is a bit verbose, it will go away soon.  */
2229
2230                 /* first page of AP's private space */
2231                 pg = x * x86_64_btop(sizeof(struct privatespace));
2232
2233                 /* allocate new private data page(s) */
2234                 gd = (struct mdglobaldata *)kmem_alloc(&kernel_map,
2235                                 MDGLOBALDATA_BASEALLOC_SIZE);
2236
2237                 gd = &CPU_prvspace[x].mdglobaldata;     /* official location */
2238                 bzero(gd, sizeof(*gd));
2239                 gd->mi.gd_prvspace = ps = &CPU_prvspace[x];
2240
2241                 /* prime data page for it to use */
2242                 mi_gdinit(&gd->mi, x);
2243                 cpu_gdinit(gd, x);
2244                 gd->mi.gd_ipiq = (void *)kmem_alloc(&kernel_map, sizeof(lwkt_ipiq) * (mp_naps + 1));
2245                 bzero(gd->mi.gd_ipiq, sizeof(lwkt_ipiq) * (mp_naps + 1));
2246
2247                 /* setup a vector to our boot code */
2248                 *((volatile u_short *) WARMBOOT_OFF) = WARMBOOT_TARGET;
2249                 *((volatile u_short *) WARMBOOT_SEG) = (boot_addr >> 4);
2250                 outb(CMOS_REG, BIOS_RESET);
2251                 outb(CMOS_DATA, BIOS_WARM);     /* 'warm-start' */
2252
2253                 /*
2254                  * Setup the AP boot stack
2255                  */
2256                 bootSTK = &ps->idlestack[UPAGES*PAGE_SIZE/2];
2257                 bootAP = x;
2258
2259                 /* attempt to start the Application Processor */
2260                 CHECK_INIT(99); /* setup checkpoints */
2261                 if (!start_ap(gd, boot_addr, smibest)) {
2262                         kprintf("\nAP #%d (PHY# %d) failed!\n",
2263                                 x, CPU_TO_ID(x));
2264                         CHECK_PRINT("trace");   /* show checkpoints */
2265                         /* better panic as the AP may be running loose */
2266                         kprintf("panic y/n? [y] ");
2267                         if (cngetc() != 'n')
2268                                 panic("bye-bye");
2269                 }
2270                 CHECK_PRINT("trace");           /* show checkpoints */
2271
2272                 /* record its version info */
2273                 cpu_apic_versions[x] = cpu_apic_versions[0];
2274         }
2275
2276         /* set ncpus to 1 + highest logical cpu.  Not all may have come up */
2277         ncpus = x;
2278
2279         /* ncpus2 -- ncpus rounded down to the nearest power of 2 */
2280         for (shift = 0; (1 << shift) <= ncpus; ++shift)
2281                 ;
2282         --shift;
2283         ncpus2_shift = shift;
2284         ncpus2 = 1 << shift;
2285         ncpus2_mask = ncpus2 - 1;
2286
2287         /* ncpus_fit -- ncpus rounded up to the nearest power of 2 */
2288         if ((1 << shift) < ncpus)
2289                 ++shift;
2290         ncpus_fit = 1 << shift;
2291         ncpus_fit_mask = ncpus_fit - 1;
2292
2293         /* build our map of 'other' CPUs */
2294         mycpu->gd_other_cpus = smp_startup_mask & ~CPUMASK(mycpu->gd_cpuid);
2295         mycpu->gd_ipiq = (void *)kmem_alloc(&kernel_map, sizeof(lwkt_ipiq) * ncpus);
2296         bzero(mycpu->gd_ipiq, sizeof(lwkt_ipiq) * ncpus);
2297
2298         /* fill in our (BSP) APIC version */
2299         cpu_apic_versions[0] = lapic->version;
2300
2301         /* restore the warmstart vector */
2302         *(u_long *) WARMBOOT_OFF = mpbioswarmvec;
2303         outb(CMOS_REG, BIOS_RESET);
2304         outb(CMOS_DATA, mpbiosreason);
2305
2306         /*
2307          * NOTE!  The idlestack for the BSP was setup by locore.  Finish
2308          * up, clean out the P==V mapping we did earlier.
2309          */
2310         pmap_set_opt();
2311
2312         /*
2313          * Wait all APs to finish initializing LAPIC
2314          */
2315         mp_finish_lapic = 1;
2316         if (bootverbose)
2317                 kprintf("SMP: Waiting APs LAPIC initialization\n");
2318         if (cpu_feature & CPUID_TSC)
2319                 tsc0_offset = rdtsc();
2320         tsc_offsets[0] = 0;
2321         rel_mplock();
2322         while (smp_lapic_mask != smp_startup_mask) {
2323                 cpu_lfence();
2324                 if (cpu_feature & CPUID_TSC)
2325                         tsc0_offset = rdtsc();
2326         }
2327         while (try_mplock() == 0)
2328                 ;
2329
2330         /* number of APs actually started */
2331         return ncpus - 1;
2332 }
2333
2334
2335 /*
2336  * load the 1st level AP boot code into base memory.
2337  */
2338
2339 /* targets for relocation */
2340 extern void bigJump(void);
2341 extern void bootCodeSeg(void);
2342 extern void bootDataSeg(void);
2343 extern void MPentry(void);
2344 extern u_int MP_GDT;
2345 extern u_int mp_gdtbase;
2346
2347 #if 0
2348
2349 static void
2350 install_ap_tramp(u_int boot_addr)
2351 {
2352         int     x;
2353         int     size = *(int *) ((u_long) & bootMP_size);
2354         u_char *src = (u_char *) ((u_long) bootMP);
2355         u_char *dst = (u_char *) boot_addr + KERNBASE;
2356         u_int   boot_base = (u_int) bootMP;
2357         u_int8_t *dst8;
2358         u_int16_t *dst16;
2359         u_int32_t *dst32;
2360
2361         POSTCODE(INSTALL_AP_TRAMP_POST);
2362
2363         for (x = 0; x < size; ++x)
2364                 *dst++ = *src++;
2365
2366         /*
2367          * modify addresses in code we just moved to basemem. unfortunately we
2368          * need fairly detailed info about mpboot.s for this to work.  changes
2369          * to mpboot.s might require changes here.
2370          */
2371
2372         /* boot code is located in KERNEL space */
2373         dst = (u_char *) boot_addr + KERNBASE;
2374
2375         /* modify the lgdt arg */
2376         dst32 = (u_int32_t *) (dst + ((u_int) & mp_gdtbase - boot_base));
2377         *dst32 = boot_addr + ((u_int) & MP_GDT - boot_base);
2378
2379         /* modify the ljmp target for MPentry() */
2380         dst32 = (u_int32_t *) (dst + ((u_int) bigJump - boot_base) + 1);
2381         *dst32 = ((u_int) MPentry - KERNBASE);
2382
2383         /* modify the target for boot code segment */
2384         dst16 = (u_int16_t *) (dst + ((u_int) bootCodeSeg - boot_base));
2385         dst8 = (u_int8_t *) (dst16 + 1);
2386         *dst16 = (u_int) boot_addr & 0xffff;
2387         *dst8 = ((u_int) boot_addr >> 16) & 0xff;
2388
2389         /* modify the target for boot data segment */
2390         dst16 = (u_int16_t *) (dst + ((u_int) bootDataSeg - boot_base));
2391         dst8 = (u_int8_t *) (dst16 + 1);
2392         *dst16 = (u_int) boot_addr & 0xffff;
2393         *dst8 = ((u_int) boot_addr >> 16) & 0xff;
2394 }
2395
2396 #endif
2397
2398 /*
2399  * This function starts the AP (application processor) identified
2400  * by the APIC ID 'physicalCpu'.  It does quite a "song and dance"
2401  * to accomplish this.  This is necessary because of the nuances
2402  * of the different hardware we might encounter.  It ain't pretty,
2403  * but it seems to work.
2404  *
2405  * NOTE: eventually an AP gets to ap_init(), which is called just
2406  * before the AP goes into the LWKT scheduler's idle loop.
2407  */
2408 static int
2409 start_ap(struct mdglobaldata *gd, u_int boot_addr, int smibest)
2410 {
2411         int     physical_cpu;
2412         int     vector;
2413         u_long  icr_lo, icr_hi;
2414
2415         POSTCODE(START_AP_POST);
2416
2417         /* get the PHYSICAL APIC ID# */
2418         physical_cpu = CPU_TO_ID(gd->mi.gd_cpuid);
2419
2420         /* calculate the vector */
2421         vector = (boot_addr >> 12) & 0xff;
2422
2423         /* We don't want anything interfering */
2424         cpu_disable_intr();
2425
2426         /* Make sure the target cpu sees everything */
2427         wbinvd();
2428
2429         /*
2430          * Try to detect when a SMI has occurred, wait up to 200ms.
2431          *
2432          * If a SMI occurs during an AP reset but before we issue
2433          * the STARTUP command, the AP may brick.  To work around
2434          * this problem we hold off doing the AP startup until
2435          * after we have detected the SMI.  Hopefully another SMI
2436          * will not occur before we finish the AP startup.
2437          *
2438          * Retries don't seem to help.  SMIs have a window of opportunity
2439          * and if USB->legacy keyboard emulation is enabled in the BIOS
2440          * the interrupt rate can be quite high.
2441          *
2442          * NOTE: Don't worry about the L1 cache load, it might bloat
2443          *       ldelta a little but ndelta will be so huge when the SMI
2444          *       occurs the detection logic will still work fine.
2445          */
2446         if (smibest) {
2447                 set_apic_timer(200000);
2448                 smitest();
2449         }
2450
2451         /*
2452          * first we do an INIT/RESET IPI this INIT IPI might be run, reseting
2453          * and running the target CPU. OR this INIT IPI might be latched (P5
2454          * bug), CPU waiting for STARTUP IPI. OR this INIT IPI might be
2455          * ignored.
2456          *
2457          * see apic/apicreg.h for icr bit definitions.
2458          *
2459          * TIME CRITICAL CODE, DO NOT DO ANY KPRINTFS IN THE HOT PATH.
2460          */
2461
2462         /*
2463          * Setup the address for the target AP.  We can setup
2464          * icr_hi once and then just trigger operations with
2465          * icr_lo.
2466          */
2467         icr_hi = lapic->icr_hi & ~APIC_ID_MASK;
2468         icr_hi |= (physical_cpu << 24);
2469         icr_lo = lapic->icr_lo & 0xfff00000;
2470         lapic->icr_hi = icr_hi;
2471
2472         /*
2473          * Do an INIT IPI: assert RESET
2474          *
2475          * Use edge triggered mode to assert INIT
2476          */
2477         lapic->icr_lo = icr_lo | 0x00004500;
2478         while (lapic->icr_lo & APIC_DELSTAT_MASK)
2479                  /* spin */ ;
2480
2481         /*
2482          * The spec calls for a 10ms delay but we may have to use a
2483          * MUCH lower delay to avoid bricking an AP due to a fast SMI
2484          * interrupt.  We have other loops here too and dividing by 2
2485          * doesn't seem to be enough even after subtracting 350us,
2486          * so we divide by 4.
2487          *
2488          * Our minimum delay is 150uS, maximum is 10ms.  If no SMI
2489          * interrupt was detected we use the full 10ms.
2490          */
2491         if (smibest == 0)
2492                 u_sleep(10000);
2493         else if (smibest < 150 * 4 + 350)
2494                 u_sleep(150);
2495         else if ((smibest - 350) / 4 < 10000)
2496                 u_sleep((smibest - 350) / 4);
2497         else
2498                 u_sleep(10000);
2499
2500         /*
2501          * Do an INIT IPI: deassert RESET
2502          *
2503          * Use level triggered mode to deassert.  It is unclear
2504          * why we need to do this.
2505          */
2506         lapic->icr_lo = icr_lo | 0x00008500;
2507         while (lapic->icr_lo & APIC_DELSTAT_MASK)
2508                  /* spin */ ;
2509         u_sleep(150);                           /* wait 150us */
2510
2511         /*
2512          * Next we do a STARTUP IPI: the previous INIT IPI might still be
2513          * latched, (P5 bug) this 1st STARTUP would then terminate
2514          * immediately, and the previously started INIT IPI would continue. OR
2515          * the previous INIT IPI has already run. and this STARTUP IPI will
2516          * run. OR the previous INIT IPI was ignored. and this STARTUP IPI
2517          * will run.
2518          */
2519         lapic->icr_lo = icr_lo | 0x00000600 | vector;
2520         while (lapic->icr_lo & APIC_DELSTAT_MASK)
2521                  /* spin */ ;
2522         u_sleep(200);           /* wait ~200uS */
2523
2524         /*
2525          * Finally we do a 2nd STARTUP IPI: this 2nd STARTUP IPI should run IF
2526          * the previous STARTUP IPI was cancelled by a latched INIT IPI. OR
2527          * this STARTUP IPI will be ignored, as only ONE STARTUP IPI is
2528          * recognized after hardware RESET or INIT IPI.
2529          */
2530         lapic->icr_lo = icr_lo | 0x00000600 | vector;
2531         while (lapic->icr_lo & APIC_DELSTAT_MASK)
2532                  /* spin */ ;
2533
2534         /* Resume normal operation */
2535         cpu_enable_intr();
2536
2537         /* wait for it to start, see ap_init() */
2538         set_apic_timer(5000000);/* == 5 seconds */
2539         while (read_apic_timer()) {
2540                 if (smp_startup_mask & CPUMASK(gd->mi.gd_cpuid))
2541                         return 1;       /* return SUCCESS */
2542         }
2543
2544         return 0;               /* return FAILURE */
2545 }
2546
2547 static
2548 int
2549 smitest(void)
2550 {
2551         int64_t ltsc;
2552         int64_t ntsc;
2553         int64_t ldelta;
2554         int64_t ndelta;
2555         int count;
2556
2557         ldelta = 0;
2558         ndelta = 0;
2559         while (read_apic_timer()) {
2560                 ltsc = rdtsc();
2561                 for (count = 0; count < 100; ++count)
2562                         ntsc = rdtsc(); /* force loop to occur */
2563                 if (ldelta) {
2564                         ndelta = ntsc - ltsc;
2565                         if (ldelta > ndelta)
2566                                 ldelta = ndelta;
2567                         if (ndelta > ldelta * 2)
2568                                 break;
2569                 } else {
2570                         ldelta = ntsc - ltsc;
2571                 }
2572         }
2573         return(read_apic_timer());
2574 }
2575
2576 /*
2577  * Synchronously flush the TLB on all other CPU's.  The current cpu's
2578  * TLB is not flushed.  If the caller wishes to flush the current cpu's
2579  * TLB the caller must call cpu_invltlb() in addition to smp_invltlb().
2580  *
2581  * NOTE: If for some reason we were unable to start all cpus we cannot
2582  *       safely use broadcast IPIs.
2583  */
2584
2585 static cpumask_t smp_invltlb_req;
2586
2587 #define SMP_INVLTLB_DEBUG
2588
2589 void
2590 smp_invltlb(void)
2591 {
2592 #ifdef SMP
2593         struct mdglobaldata *md = mdcpu;
2594 #ifdef SMP_INVLTLB_DEBUG
2595         long count = 0;
2596         long xcount = 0;
2597 #endif
2598
2599         crit_enter_gd(&md->mi);
2600         md->gd_invltlb_ret = 0;
2601         ++md->mi.gd_cnt.v_smpinvltlb;
2602         atomic_set_cpumask(&smp_invltlb_req, md->mi.gd_cpumask);
2603 #ifdef SMP_INVLTLB_DEBUG
2604 again:
2605 #endif
2606         if (smp_startup_mask == smp_active_mask) {
2607                 all_but_self_ipi(XINVLTLB_OFFSET);
2608         } else {
2609                 selected_apic_ipi(smp_active_mask & ~md->mi.gd_cpumask,
2610                                   XINVLTLB_OFFSET, APIC_DELMODE_FIXED);
2611         }
2612
2613 #ifdef SMP_INVLTLB_DEBUG
2614         if (xcount)
2615                 kprintf("smp_invltlb: ipi sent\n");
2616 #endif
2617         while ((md->gd_invltlb_ret & smp_active_mask & ~md->mi.gd_cpumask) !=
2618                (smp_active_mask & ~md->mi.gd_cpumask)) {
2619                 cpu_mfence();
2620                 cpu_pause();
2621 #ifdef SMP_INVLTLB_DEBUG
2622                 /* DEBUGGING */
2623                 if (++count == 400000000) {
2624                         print_backtrace(-1);
2625                         kprintf("smp_invltlb: endless loop %08lx %08lx, "
2626                                 "rflags %016jx retry",
2627                               (long)md->gd_invltlb_ret,
2628                               (long)smp_invltlb_req,
2629                               (intmax_t)read_rflags());
2630                         __asm __volatile ("sti");
2631                         ++xcount;
2632                         if (xcount > 2)
2633                                 lwkt_process_ipiq();
2634                         if (xcount > 3) {
2635                                 int bcpu = BSFCPUMASK(~md->gd_invltlb_ret &
2636                                                       ~md->mi.gd_cpumask &
2637                                                       smp_active_mask);
2638                                 globaldata_t xgd;
2639
2640                                 kprintf("bcpu %d\n", bcpu);
2641                                 xgd = globaldata_find(bcpu);
2642                                 kprintf("thread %p %s\n", xgd->gd_curthread, xgd->gd_curthread->td_comm);
2643                         }
2644                         if (xcount > 5)
2645                                 Debugger("giving up");
2646                         count = 0;
2647                         goto again;
2648                 }
2649 #endif
2650         }
2651         atomic_clear_cpumask(&smp_invltlb_req, md->mi.gd_cpumask);
2652         crit_exit_gd(&md->mi);
2653 #endif
2654 }
2655
2656 #ifdef SMP
2657
2658 /*
2659  * Called from Xinvltlb assembly with interrupts disabled.  We didn't
2660  * bother to bump the critical section count or nested interrupt count
2661  * so only do very low level operations here.
2662  */
2663 void
2664 smp_invltlb_intr(void)
2665 {
2666         struct mdglobaldata *md = mdcpu;
2667         struct mdglobaldata *omd;
2668         cpumask_t mask;
2669         int cpu;
2670
2671         cpu_mfence();
2672         mask = smp_invltlb_req;
2673         cpu_invltlb();
2674         while (mask) {
2675                 cpu = BSFCPUMASK(mask);
2676                 mask &= ~CPUMASK(cpu);
2677                 omd = (struct mdglobaldata *)globaldata_find(cpu);
2678                 atomic_set_cpumask(&omd->gd_invltlb_ret, md->mi.gd_cpumask);
2679         }
2680 }
2681
2682 #endif
2683
2684 /*
2685  * When called the executing CPU will send an IPI to all other CPUs
2686  *  requesting that they halt execution.
2687  *
2688  * Usually (but not necessarily) called with 'other_cpus' as its arg.
2689  *
2690  *  - Signals all CPUs in map to stop.
2691  *  - Waits for each to stop.
2692  *
2693  * Returns:
2694  *  -1: error
2695  *   0: NA
2696  *   1: ok
2697  *
2698  * XXX FIXME: this is not MP-safe, needs a lock to prevent multiple CPUs
2699  *            from executing at same time.
2700  */
2701 int
2702 stop_cpus(cpumask_t map)
2703 {
2704         map &= smp_active_mask;
2705
2706         /* send the Xcpustop IPI to all CPUs in map */
2707         selected_apic_ipi(map, XCPUSTOP_OFFSET, APIC_DELMODE_FIXED);
2708
2709         while ((stopped_cpus & map) != map)
2710                 /* spin */ ;
2711
2712         return 1;
2713 }
2714
2715
2716 /*
2717  * Called by a CPU to restart stopped CPUs.
2718  *
2719  * Usually (but not necessarily) called with 'stopped_cpus' as its arg.
2720  *
2721  *  - Signals all CPUs in map to restart.
2722  *  - Waits for each to restart.
2723  *
2724  * Returns:
2725  *  -1: error
2726  *   0: NA
2727  *   1: ok
2728  */
2729 int
2730 restart_cpus(cpumask_t map)
2731 {
2732         /* signal other cpus to restart */
2733         started_cpus = map & smp_active_mask;
2734
2735         while ((stopped_cpus & map) != 0) /* wait for each to clear its bit */
2736                 /* spin */ ;
2737
2738         return 1;
2739 }
2740
2741 /*
2742  * This is called once the mpboot code has gotten us properly relocated
2743  * and the MMU turned on, etc.   ap_init() is actually the idle thread,
2744  * and when it returns the scheduler will call the real cpu_idle() main
2745  * loop for the idlethread.  Interrupts are disabled on entry and should
2746  * remain disabled at return.
2747  */
2748 void
2749 ap_init(void)
2750 {
2751         u_int   apic_id;
2752
2753         /*
2754          * Adjust smp_startup_mask to signal the BSP that we have started
2755          * up successfully.  Note that we do not yet hold the BGL.  The BSP
2756          * is waiting for our signal.
2757          *
2758          * We can't set our bit in smp_active_mask yet because we are holding
2759          * interrupts physically disabled and remote cpus could deadlock
2760          * trying to send us an IPI.
2761          */
2762         smp_startup_mask |= CPUMASK(mycpu->gd_cpuid);
2763         cpu_mfence();
2764
2765         /*
2766          * Interlock for LAPIC initialization.  Wait until mp_finish_lapic is
2767          * non-zero, then get the MP lock.
2768          *
2769          * Note: We are in a critical section.
2770          *
2771          * Note: we are the idle thread, we can only spin.
2772          *
2773          * Note: The load fence is memory volatile and prevents the compiler
2774          * from improperly caching mp_finish_lapic, and the cpu from improperly
2775          * caching it.
2776          */
2777         while (mp_finish_lapic == 0)
2778                 cpu_lfence();
2779         while (try_mplock() == 0)
2780                 ;
2781
2782         if (cpu_feature & CPUID_TSC) {
2783                 /*
2784                  * The BSP is constantly updating tsc0_offset, figure out
2785                  * the relative difference to synchronize ktrdump.
2786                  */
2787                 tsc_offsets[mycpu->gd_cpuid] = rdtsc() - tsc0_offset;
2788         }
2789
2790         /* BSP may have changed PTD while we're waiting for the lock */
2791         cpu_invltlb();
2792
2793         /* Build our map of 'other' CPUs. */
2794         mycpu->gd_other_cpus = smp_startup_mask & ~CPUMASK(mycpu->gd_cpuid);
2795
2796         /* A quick check from sanity claus */
2797         apic_id = (apic_id_to_logical[(lapic->id & 0xff000000) >> 24]);
2798         if (mycpu->gd_cpuid != apic_id) {
2799                 kprintf("SMP: cpuid = %d\n", mycpu->gd_cpuid);
2800                 kprintf("SMP: apic_id = %d lapicid %d\n",
2801                         apic_id, (lapic->id & 0xff000000) >> 24);
2802 #if JGXXX
2803                 kprintf("PTD[MPPTDI] = %p\n", (void *)PTD[MPPTDI]);
2804 #endif
2805                 panic("cpuid mismatch! boom!!");
2806         }
2807
2808         /* Initialize AP's local APIC for irq's */
2809         lapic_init(FALSE);
2810
2811         /* LAPIC initialization is done */
2812         smp_lapic_mask |= CPUMASK(mycpu->gd_cpuid);
2813         cpu_mfence();
2814
2815         /* Let BSP move onto the next initialization stage */
2816         rel_mplock();
2817
2818         /*
2819          * Interlock for finalization.  Wait until mp_finish is non-zero,
2820          * then get the MP lock.
2821          *
2822          * Note: We are in a critical section.
2823          *
2824          * Note: we are the idle thread, we can only spin.
2825          *
2826          * Note: The load fence is memory volatile and prevents the compiler
2827          * from improperly caching mp_finish, and the cpu from improperly
2828          * caching it.
2829          */
2830         while (mp_finish == 0)
2831                 cpu_lfence();
2832         while (try_mplock() == 0)
2833                 ;
2834
2835         /* BSP may have changed PTD while we're waiting for the lock */
2836         cpu_invltlb();
2837
2838         /* Set memory range attributes for this CPU to match the BSP */
2839         mem_range_AP_init();
2840
2841         /*
2842          * Once we go active we must process any IPIQ messages that may
2843          * have been queued, because no actual IPI will occur until we
2844          * set our bit in the smp_active_mask.  If we don't the IPI
2845          * message interlock could be left set which would also prevent
2846          * further IPIs.
2847          *
2848          * The idle loop doesn't expect the BGL to be held and while
2849          * lwkt_switch() normally cleans things up this is a special case
2850          * because we returning almost directly into the idle loop.
2851          *
2852          * The idle thread is never placed on the runq, make sure
2853          * nothing we've done put it there.
2854          */
2855         KKASSERT(get_mplock_count(curthread) == 1);
2856         smp_active_mask |= CPUMASK(mycpu->gd_cpuid);
2857
2858         /*
2859          * Enable interrupts here.  idle_restore will also do it, but
2860          * doing it here lets us clean up any strays that got posted to
2861          * the CPU during the AP boot while we are still in a critical
2862          * section.
2863          */
2864         __asm __volatile("sti; pause; pause"::);
2865         bzero(mdcpu->gd_ipending, sizeof(mdcpu->gd_ipending));
2866
2867         initclocks_pcpu();      /* clock interrupts (via IPIs) */
2868         lwkt_process_ipiq();
2869
2870         /*
2871          * Releasing the mp lock lets the BSP finish up the SMP init
2872          */
2873         rel_mplock();
2874         KKASSERT((curthread->td_flags & TDF_RUNQ) == 0);
2875 }
2876
2877 /*
2878  * Get SMP fully working before we start initializing devices.
2879  */
2880 static
2881 void
2882 ap_finish(void)
2883 {
2884         mp_finish = 1;
2885         if (bootverbose)
2886                 kprintf("Finish MP startup\n");
2887         rel_mplock();
2888         while (smp_active_mask != smp_startup_mask)
2889                 cpu_lfence();
2890         while (try_mplock() == 0)
2891                 ;
2892         if (bootverbose) {
2893                 kprintf("Active CPU Mask: %016jx\n",
2894                         (uintmax_t)smp_active_mask);
2895         }
2896 }
2897
2898 SYSINIT(finishsmp, SI_BOOT2_FINISH_SMP, SI_ORDER_FIRST, ap_finish, NULL)
2899
2900 void
2901 cpu_send_ipiq(int dcpu)
2902 {
2903         if (CPUMASK(dcpu) & smp_active_mask)
2904                 single_apic_ipi(dcpu, XIPIQ_OFFSET, APIC_DELMODE_FIXED);
2905 }
2906
2907 #if 0   /* single_apic_ipi_passive() not working yet */
2908 /*
2909  * Returns 0 on failure, 1 on success
2910  */
2911 int
2912 cpu_send_ipiq_passive(int dcpu)
2913 {
2914         int r = 0;
2915         if (CPUMASK(dcpu) & smp_active_mask) {
2916                 r = single_apic_ipi_passive(dcpu, XIPIQ_OFFSET,
2917                                         APIC_DELMODE_FIXED);
2918         }
2919         return(r);
2920 }
2921 #endif
2922
2923 static int
2924 mptable_bus_info_callback(void *xarg, const void *pos, int type)
2925 {
2926         struct mptable_bus_info *bus_info = xarg;
2927         const struct BUSENTRY *ent;
2928         struct mptable_bus *bus;
2929
2930         if (type != 1)
2931                 return 0;
2932
2933         ent = pos;
2934         TAILQ_FOREACH(bus, &bus_info->mbi_list, mb_link) {
2935                 if (bus->mb_id == ent->bus_id) {
2936                         kprintf("mptable_bus_info_alloc: duplicated bus id "
2937                                 "(%d)\n", bus->mb_id);
2938                         return EINVAL;
2939                 }
2940         }
2941
2942         bus = NULL;
2943         if (strncmp(ent->bus_type, "PCI", 3) == 0) {
2944                 bus = kmalloc(sizeof(*bus), M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
2945                 bus->mb_type = MPTABLE_BUS_PCI;
2946         } else if (strncmp(ent->bus_type, "ISA", 3) == 0) {
2947                 bus = kmalloc(sizeof(*bus), M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
2948                 bus->mb_type = MPTABLE_BUS_ISA;
2949         }
2950
2951         if (bus != NULL) {
2952                 bus->mb_id = ent->bus_id;
2953                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bus_info->mbi_list, bus, mb_link);
2954         }
2955         return 0;
2956 }
2957
2958 static void
2959 mptable_bus_info_alloc(const mpcth_t cth, struct mptable_bus_info *bus_info)
2960 {
2961         int error;
2962
2963         bzero(bus_info, sizeof(*bus_info));
2964         TAILQ_INIT(&bus_info->mbi_list);
2965
2966         error = mptable_iterate_entries(cth, mptable_bus_info_callback, bus_info);
2967         if (error)
2968                 mptable_bus_info_free(bus_info);
2969 }
2970
2971 static void
2972 mptable_bus_info_free(struct mptable_bus_info *bus_info)
2973 {
2974         struct mptable_bus *bus;
2975
2976         while ((bus = TAILQ_FIRST(&bus_info->mbi_list)) != NULL) {
2977                 TAILQ_REMOVE(&bus_info->mbi_list, bus, mb_link);
2978                 kfree(bus, M_TEMP);
2979         }
2980 }
2981
2982 struct mptable_lapic_cbarg1 {
2983         int     cpu_count;
2984         int     ht_fixup;
2985         u_int   ht_apicid_mask;
2986 };
2987
2988 static int
2989 mptable_lapic_pass1_callback(void *xarg, const void *pos, int type)
2990 {
2991         const struct PROCENTRY *ent;
2992         struct mptable_lapic_cbarg1 *arg = xarg;
2993
2994         if (type != 0)
2995                 return 0;
2996         ent = pos;
2997
2998         if ((ent->cpu_flags & PROCENTRY_FLAG_EN) == 0)
2999                 return 0;
3000
3001         arg->cpu_count++;
3002         if (ent->apic_id < 32) {
3003                 arg->ht_apicid_mask |= 1 << ent->apic_id;
3004         } else if (arg->ht_fixup) {
3005                 kprintf("MPTABLE: lapic id > 32, disable HTT fixup\n");
3006                 arg->ht_fixup = 0;
3007         }
3008         return 0;
3009 }
3010
3011 struct mptable_lapic_cbarg2 {
3012         int     cpu;
3013         int     logical_cpus;
3014         int     found_bsp;
3015 };
3016
3017 static int
3018 mptable_lapic_pass2_callback(void *xarg, const void *pos, int type)
3019 {
3020         const struct PROCENTRY *ent;
3021         struct mptable_lapic_cbarg2 *arg = xarg;
3022
3023         if (type != 0)
3024                 return 0;
3025         ent = pos;
3026
3027         if (ent->cpu_flags & PROCENTRY_FLAG_BP) {
3028                 KKASSERT(!arg->found_bsp);
3029                 arg->found_bsp = 1;
3030         }
3031
3032         if (processor_entry(ent, arg->cpu))
3033                 arg->cpu++;
3034
3035         if (arg->logical_cpus) {
3036                 struct PROCENTRY proc;
3037                 int i;
3038
3039                 /*
3040                  * Create fake mptable processor entries
3041                  * and feed them to processor_entry() to
3042                  * enumerate the logical CPUs.
3043                  */
3044                 bzero(&proc, sizeof(proc));
3045                 proc.type = 0;
3046                 proc.cpu_flags = PROCENTRY_FLAG_EN;
3047                 proc.apic_id = ent->apic_id;
3048
3049                 for (i = 1; i < arg->logical_cpus; i++) {
3050                         proc.apic_id++;
3051                         processor_entry(&proc, arg->cpu);
3052                         arg->cpu++;
3053                 }
3054         }
3055         return 0;
3056 }
3057
3058 static void
3059 mptable_lapic_default(void)
3060 {
3061         int ap_apicid, bsp_apicid;
3062
3063         mp_naps = 1; /* exclude BSP */
3064
3065         /* Map local apic before the id field is accessed */
3066         lapic_map(DEFAULT_APIC_BASE);
3067
3068         bsp_apicid = APIC_ID(lapic->id);
3069         ap_apicid = (bsp_apicid == 0) ? 1 : 0;
3070
3071         /* BSP */
3072         mp_set_cpuids(0, bsp_apicid);
3073         /* one and only AP */
3074         mp_set_cpuids(1, ap_apicid);
3075 }
3076
3077 /*
3078  * Configure:
3079  *     mp_naps
3080  *     ID_TO_CPU(N), APIC ID to logical CPU table
3081  *     CPU_TO_ID(N), logical CPU to APIC ID table
3082  */
3083 static void
3084 mptable_lapic_enumerate(struct lapic_enumerator *e)
3085 {
3086         struct mptable_pos mpt;
3087         struct mptable_lapic_cbarg1 arg1;
3088         struct mptable_lapic_cbarg2 arg2;
3089         mpcth_t cth;
3090         int error, logical_cpus = 0;
3091         vm_offset_t lapic_addr;
3092
3093         if (mptable_use_default) {
3094                 mptable_lapic_default();
3095                 return;
3096         }
3097
3098         error = mptable_map(&mpt);
3099         if (error)
3100                 panic("mptable_lapic_enumerate mptable_map failed\n");
3101         KKASSERT(!MPTABLE_POS_USE_DEFAULT(&mpt));
3102
3103         cth = mpt.mp_cth;
3104
3105         /* Save local apic address */
3106         lapic_addr = (vm_offset_t)cth->apic_address;
3107         KKASSERT(lapic_addr != 0);
3108
3109         /*
3110          * Find out how many CPUs do we have
3111          */
3112         bzero(&arg1, sizeof(arg1));
3113         arg1.ht_fixup = 1; /* Apply ht fixup by default */
3114
3115         error = mptable_iterate_entries(cth,
3116                     mptable_lapic_pass1_callback, &arg1);
3117         if (error)
3118                 panic("mptable_iterate_entries(lapic_pass1) failed\n");
3119         KKASSERT(arg1.cpu_count != 0);
3120
3121         /* See if we need to fixup HT logical CPUs. */
3122         if (arg1.ht_fixup) {
3123                 logical_cpus = mptable_hyperthread_fixup(arg1.ht_apicid_mask,
3124                                                          arg1.cpu_count);
3125                 if (logical_cpus != 0)
3126                         arg1.cpu_count *= logical_cpus;
3127         }
3128         mp_naps = arg1.cpu_count;
3129
3130         /* Qualify the numbers again, after possible HT fixup */
3131         if (mp_naps > MAXCPU) {
3132                 kprintf("Warning: only using %d of %d available CPUs!\n",
3133                         MAXCPU, mp_naps);
3134                 DELAY(1000000);
3135                 mp_naps = MAXCPU;
3136         }
3137
3138         --mp_naps;      /* subtract the BSP */
3139
3140         /*
3141          * Link logical CPU id to local apic id
3142          */
3143         bzero(&arg2, sizeof(arg2));
3144         arg2.cpu = 1;
3145         arg2.logical_cpus = logical_cpus;
3146
3147         error = mptable_iterate_entries(cth,
3148                     mptable_lapic_pass2_callback, &arg2);
3149         if (error)
3150                 panic("mptable_iterate_entries(lapic_pass2) failed\n");
3151         KKASSERT(arg2.found_bsp);
3152
3153         /* Map local apic */
3154         lapic_map(lapic_addr);
3155
3156         mptable_unmap(&mpt);
3157 }
3158
3159 struct mptable_lapic_probe_cbarg {
3160         int     cpu_count;
3161         int     found_bsp;
3162 };
3163
3164 static int
3165 mptable_lapic_probe_callback(void *xarg, const void *pos, int type)
3166 {
3167         const struct PROCENTRY *ent;
3168         struct mptable_lapic_probe_cbarg *arg = xarg;
3169
3170         if (type != 0)
3171                 return 0;
3172         ent = pos;
3173
3174         if ((ent->cpu_flags & PROCENTRY_FLAG_EN) == 0)
3175                 return 0;
3176         arg->cpu_count++;
3177
3178         if (ent->cpu_flags & PROCENTRY_FLAG_BP) {
3179                 if (arg->found_bsp) {
3180                         kprintf("more than one BSP in base MP table\n");
3181                         return EINVAL;
3182                 }
3183                 arg->found_bsp = 1;
3184         }
3185         return 0;
3186 }
3187
3188 static int
3189 mptable_lapic_probe(struct lapic_enumerator *e)
3190 {
3191         struct mptable_pos mpt;
3192         struct mptable_lapic_probe_cbarg arg;
3193         mpcth_t cth;
3194         int error;
3195
3196         if (mptable_fps_phyaddr == 0)
3197                 return ENXIO;
3198
3199         if (mptable_use_default)
3200                 return 0;
3201
3202         error = mptable_map(&mpt);
3203         if (error)
3204                 return error;
3205         KKASSERT(!MPTABLE_POS_USE_DEFAULT(&mpt));
3206
3207         error = EINVAL;
3208         cth = mpt.mp_cth;
3209
3210         if (cth->apic_address == 0)
3211                 goto done;
3212
3213         bzero(&arg, sizeof(arg));
3214         error = mptable_iterate_entries(cth,
3215                     mptable_lapic_probe_callback, &arg);
3216         if (!error) {
3217                 if (arg.cpu_count == 0) {
3218                         kprintf("MP table contains no processor entries\n");
3219                         error = EINVAL;
3220                 } else if (!arg.found_bsp) {
3221                         kprintf("MP table does not contains BSP entry\n");
3222                         error = EINVAL;
3223                 }
3224         }
3225 done:
3226         mptable_unmap(&mpt);
3227         return error;
3228 }
3229
3230 static struct lapic_enumerator  mptable_lapic_enumerator = {
3231         .lapic_prio = LAPIC_ENUM_PRIO_MPTABLE,
3232         .lapic_probe = mptable_lapic_probe,
3233         .lapic_enumerate = mptable_lapic_enumerate
3234 };
3235
3236 static void
3237 mptable_lapic_enum_register(void)
3238 {
3239         lapic_enumerator_register(&mptable_lapic_enumerator);
3240 }
3241 SYSINIT(mptable_lapic, SI_BOOT2_PRESMP, SI_ORDER_ANY,
3242         mptable_lapic_enum_register, 0);
3243
3244 static int
3245 mptable_ioapic_list_callback(void *xarg, const void *pos, int type)
3246 {
3247         const struct IOAPICENTRY *ent;
3248         struct mptable_ioapic *nioapic, *ioapic;
3249
3250         if (type != 2)
3251                 return 0;
3252         ent = pos;
3253
3254         if ((ent->apic_flags & IOAPICENTRY_FLAG_EN) == 0)
3255                 return 0;
3256
3257         if (ent->apic_address == 0) {
3258                 kprintf("mptable_ioapic_create_list: zero IOAPIC addr\n");
3259                 return EINVAL;
3260         }
3261
3262         TAILQ_FOREACH(ioapic, &mptable_ioapic_list, mio_link) {
3263                 if (ioapic->mio_apic_id == ent->apic_id) {
3264                         kprintf("mptable_ioapic_create_list: duplicated "
3265                                 "apic id %d\n", ioapic->mio_apic_id);
3266                         return EINVAL;
3267                 }
3268                 if (ioapic->mio_addr == ent->apic_address) {
3269                         kprintf("mptable_ioapic_create_list: overlapped "
3270                                 "IOAPIC addr 0x%08x", ioapic->mio_addr);
3271                         return EINVAL;
3272                 }
3273         }
3274
3275         nioapic = kmalloc(sizeof(*nioapic), M_DEVBUF, M_WAITOK | M_ZERO);
3276         nioapic->mio_apic_id = ent->apic_id;
3277         nioapic->mio_addr = ent->apic_address;
3278
3279         /*
3280          * Create IOAPIC list in ascending order of APIC ID
3281          */
3282         TAILQ_FOREACH_REVERSE(ioapic, &mptable_ioapic_list,
3283             mptable_ioapic_list, mio_link) {
3284                 if (nioapic->mio_apic_id > ioapic->mio_apic_id) {
3285                         TAILQ_INSERT_AFTER(&mptable_ioapic_list,
3286                             ioapic, nioapic, mio_link);
3287                         break;
3288                 }
3289         }
3290         if (ioapic == NULL)
3291                 TAILQ_INSERT_HEAD(&mptable_ioapic_list, nioapic, mio_link);
3292
3293         return 0;
3294 }
3295
3296 static void
3297 mptable_ioapic_create_list(void)
3298 {
3299         struct mptable_ioapic *ioapic;
3300         struct mptable_pos mpt;
3301         int idx, error;
3302
3303         if (mptable_fps_phyaddr == 0)
3304                 return;
3305
3306         if (mptable_use_default) {
3307                 ioapic = kmalloc(sizeof(*ioapic), M_DEVBUF, M_WAITOK | M_ZERO);
3308                 ioapic->mio_idx = 0;
3309                 ioapic->mio_apic_id = 0;        /* NOTE: any value is ok here */
3310                 ioapic->mio_addr = 0xfec00000;  /* XXX magic number */
3311
3312                 TAILQ_INSERT_HEAD(&mptable_ioapic_list, ioapic, mio_link);
3313                 return;
3314         }
3315
3316         error = mptable_map(&mpt);
3317         if (error)
3318                 panic("mptable_ioapic_create_list: mptable_map failed\n");
3319         KKASSERT(!MPTABLE_POS_USE_DEFAULT(&mpt));
3320
3321         error = mptable_iterate_entries(mpt.mp_cth,
3322                     mptable_ioapic_list_callback, NULL);
3323         if (error) {
3324                 while ((ioapic = TAILQ_FIRST(&mptable_ioapic_list)) != NULL) {
3325                         TAILQ_REMOVE(&mptable_ioapic_list, ioapic, mio_link);
3326                         kfree(ioapic, M_DEVBUF);
3327                 }
3328                 goto done;
3329         }
3330
3331         /*
3332          * Assign index number for each IOAPIC
3333          */
3334         idx = 0;
3335         TAILQ_FOREACH(ioapic, &mptable_ioapic_list, mio_link) {
3336                 ioapic->mio_idx = idx;
3337                 ++idx;
3338         }
3339 done:
3340         mptable_unmap(&mpt);
3341 }
3342 SYSINIT(mptable_ioapic_list, SI_BOOT2_PRESMP, SI_ORDER_SECOND,
3343         mptable_ioapic_create_list, 0);
3344
3345 static int
3346 mptable_pci_int_callback(void *xarg, const void *pos, int type)
3347 {
3348         const struct mptable_bus_info *bus_info = xarg;
3349         const struct mptable_ioapic *ioapic;
3350         const struct mptable_bus *bus;
3351         struct mptable_pci_int *pci_int;
3352         const struct INTENTRY *ent;
3353         int pci_pin, pci_dev;
3354
3355         if (type != 3)
3356                 return 0;
3357         ent = pos;
3358
3359         if (ent->int_type != 0)
3360                 return 0;
3361
3362         TAILQ_FOREACH(bus, &bus_info->mbi_list, mb_link) {
3363                 if (bus->mb_type == MPTABLE_BUS_PCI &&
3364                     bus->mb_id == ent->src_bus_id)
3365                         break;
3366         }
3367         if (bus == NULL)
3368                 return 0;
3369
3370         TAILQ_FOREACH(ioapic, &mptable_ioapic_list, mio_link) {
3371                 if (ioapic->mio_apic_id == ent->dst_apic_id)
3372                         break;
3373         }
3374         if (ioapic == NULL) {
3375                 kprintf("MPTABLE: warning PCI int dst apic id %d "
3376                         "does not exist\n", ent->dst_apic_id);
3377                 return 0;
3378         }
3379
3380         pci_pin = ent->src_bus_irq & 0x3;
3381         pci_dev = (ent->src_bus_irq >> 2) & 0x1f;
3382
3383         TAILQ_FOREACH(pci_int, &mptable_pci_int_list, mpci_link) {
3384                 if (pci_int->mpci_bus == ent->src_bus_id &&
3385                     pci_int->mpci_dev == pci_dev &&
3386                     pci_int->mpci_pin == pci_pin) {
3387                         if (pci_int->mpci_ioapic_idx == ioapic->mio_idx &&
3388                             pci_int->mpci_ioapic_pin == ent->dst_apic_int) {
3389                                 kprintf("MPTABLE: warning duplicated "
3390                                         "PCI int entry for "
3391                                         "bus %d, dev %d, pin %d\n",
3392                                         pci_int->mpci_bus,
3393                                         pci_int->mpci_dev,
3394                                         pci_int->mpci_pin);
3395                                 return 0;
3396                         } else {
3397                                 kprintf("mptable_pci_int_register: "
3398                                         "conflict PCI int entry for "
3399                                         "bus %d, dev %d, pin %d, "
3400                                         "IOAPIC %d.%d -> %d.%d\n",
3401                                         pci_int->mpci_bus,
3402                                         pci_int->mpci_dev,
3403                                         pci_int->mpci_pin,
3404                                         pci_int->mpci_ioapic_idx,
3405                                         pci_int->mpci_ioapic_pin,
3406                                         ioapic->mio_idx,
3407                                         ent->dst_apic_int);
3408                                 return EINVAL;
3409                         }
3410                 }
3411         }
3412
3413         pci_int = kmalloc(sizeof(*pci_int), M_DEVBUF, M_WAITOK | M_ZERO);
3414
3415         pci_int->mpci_bus = ent->src_bus_id;
3416         pci_int->mpci_dev = pci_dev;
3417         pci_int->mpci_pin = pci_pin;
3418         pci_int->mpci_ioapic_idx = ioapic->mio_idx;
3419         pci_int->mpci_ioapic_pin = ent->dst_apic_int;
3420
3421         TAILQ_INSERT_TAIL(&mptable_pci_int_list, pci_int, mpci_link);
3422
3423         return 0;
3424 }
3425
3426 static void
3427 mptable_pci_int_register(void)
3428 {
3429         struct mptable_bus_info bus_info;
3430         const struct mptable_bus *bus;
3431         struct mptable_pci_int *pci_int;
3432         struct mptable_pos mpt;
3433         int error, force_pci0, npcibus;
3434         mpcth_t cth;
3435
3436         if (mptable_fps_phyaddr == 0)
3437                 return;
3438
3439         if (mptable_use_default)
3440                 return;
3441
3442         if (TAILQ_EMPTY(&mptable_ioapic_list))
3443                 return;
3444
3445         error = mptable_map(&mpt);
3446         if (error)
3447                 panic("mptable_pci_int_register: mptable_map failed\n");
3448         KKASSERT(!MPTABLE_POS_USE_DEFAULT(&mpt));
3449
3450         cth = mpt.mp_cth;
3451
3452         mptable_bus_info_alloc(cth, &bus_info);
3453         if (TAILQ_EMPTY(&bus_info.mbi_list))
3454                 goto done;
3455
3456         force_pci0 = 0;
3457         npcibus = 0;
3458         TAILQ_FOREACH(bus, &bus_info.mbi_list, mb_link) {
3459                 if (bus->mb_type == MPTABLE_BUS_PCI)
3460                         ++npcibus;
3461         }
3462         if (npcibus == 0) {
3463                 mptable_bus_info_free(&bus_info);
3464                 goto done;
3465         } else if (npcibus == 1) {
3466                 force_pci0 = 1;
3467         }
3468
3469         error = mptable_iterate_entries(cth,
3470                     mptable_pci_int_callback, &bus_info);
3471
3472         mptable_bus_info_free(&bus_info);
3473
3474         if (error) {
3475                 while ((pci_int = TAILQ_FIRST(&mptable_pci_int_list)) != NULL) {
3476                         TAILQ_REMOVE(&mptable_pci_int_list, pci_int, mpci_link);
3477                         kfree(pci_int, M_DEVBUF);
3478                 }
3479                 goto done;
3480         }
3481
3482         if (force_pci0) {
3483                 TAILQ_FOREACH(pci_int, &mptable_pci_int_list, mpci_link)
3484                         pci_int->mpci_bus = 0;
3485         }
3486 done:
3487         mptable_unmap(&mpt);
3488 }
3489 SYSINIT(mptable_pci, SI_BOOT2_PRESMP, SI_ORDER_ANY,
3490         mptable_pci_int_register, 0);
3491
3492 struct mptable_ioapic_probe_cbarg {
3493         const struct mptable_bus_info *bus_info;
3494 };
3495
3496 static int
3497 mptable_ioapic_probe_callback(void *xarg, const void *pos, int type)
3498 {
3499         struct mptable_ioapic_probe_cbarg *arg = xarg;
3500         const struct mptable_ioapic *ioapic;
3501         const struct mptable_bus *bus;
3502         const struct INTENTRY *ent;
3503
3504         if (type != 3)
3505                 return 0;
3506         ent = pos;
3507
3508         if (ent->int_type != 0)
3509                 return 0;
3510
3511         TAILQ_FOREACH(bus, &arg->bus_info->mbi_list, mb_link) {
3512                 if (bus->mb_type == MPTABLE_BUS_ISA &&
3513                     bus->mb_id == ent->src_bus_id)
3514                         break;
3515         }
3516         if (bus == NULL)
3517                 return 0;
3518
3519         TAILQ_FOREACH(ioapic, &mptable_ioapic_list, mio_link) {
3520                 if (ioapic->mio_apic_id == ent->dst_apic_id)
3521                         break;
3522         }
3523         if (ioapic == NULL) {
3524                 kprintf("MPTABLE: warning ISA int dst apic id %d "
3525                         "does not exist\n", ent->dst_apic_id);
3526                 return 0;
3527         }
3528
3529         /* XXX magic number */
3530         if (ent->src_bus_irq >= 16) {
3531                 kprintf("mptable_ioapic_probe: invalid ISA irq (%d)\n",
3532                         ent->src_bus_irq);
3533                 return EINVAL;
3534         }
3535         return 0;
3536 }
3537
3538 static int
3539 mptable_ioapic_probe(struct ioapic_enumerator *e)
3540 {
3541         struct mptable_ioapic_probe_cbarg arg;
3542         struct mptable_bus_info bus_info;
3543         struct mptable_pos mpt;
3544         mpcth_t cth;
3545         int error;
3546
3547         if (mptable_fps_phyaddr == 0)
3548                 return ENXIO;
3549
3550         if (mptable_use_default)
3551                 return 0;
3552
3553         if (TAILQ_EMPTY(&mptable_ioapic_list))
3554                 return ENXIO;
3555
3556         error = mptable_map(&mpt);
3557         if (error)
3558                 panic("mptable_ioapic_probe: mptable_map failed\n");
3559         KKASSERT(!MPTABLE_POS_USE_DEFAULT(&mpt));
3560
3561         cth = mpt.mp_cth;
3562
3563         mptable_bus_info_alloc(cth, &bus_info);
3564
3565         bzero(&arg, sizeof(arg));
3566         arg.bus_info = &bus_info;
3567
3568         error = mptable_iterate_entries(cth,
3569                     mptable_ioapic_probe_callback, &arg);
3570
3571         mptable_bus_info_free(&bus_info);
3572         mptable_unmap(&mpt);
3573
3574         return error;
3575 }
3576
3577 struct mptable_ioapic_int_cbarg {
3578         const struct mptable_bus_info *bus_info;
3579         int     ioapic_nint;
3580 };
3581
3582 static int
3583 mptable_ioapic_int_callback(void *xarg, const void *pos, int type)
3584 {
3585         struct mptable_ioapic_int_cbarg *arg = xarg;
3586         const struct mptable_ioapic *ioapic;
3587         const struct mptable_bus *bus;
3588         const struct INTENTRY *ent;
3589
3590         if (type != 3)
3591                 return 0;
3592
3593         arg->ioapic_nint++;
3594
3595         ent = pos;
3596         if (ent->int_type != 0)
3597                 return 0;
3598
3599         TAILQ_FOREACH(bus, &arg->bus_info->mbi_list, mb_link) {
3600                 if (bus->mb_type == MPTABLE_BUS_ISA &&
3601                     bus->mb_id == ent->src_bus_id)
3602                         break;
3603         }
3604         if (bus == NULL)
3605                 return 0;
3606
3607         TAILQ_FOREACH(ioapic, &mptable_ioapic_list, mio_link) {
3608                 if (ioapic->mio_apic_id == ent->dst_apic_id)
3609                         break;
3610         }
3611         if (ioapic == NULL) {
3612                 kprintf("MPTABLE: warning ISA int dst apic id %d "
3613                         "does not exist\n", ent->dst_apic_id);
3614                 return 0;
3615         }
3616
3617         if (!ioapic_use_old) {
3618                 int gsi;
3619
3620                 if (ent->dst_apic_int >= ioapic->mio_npin) {
3621                         panic("mptable_ioapic_enumerate: invalid I/O APIC "
3622                               "pin %d, should be < %d",
3623                               ent->dst_apic_int, ioapic->mio_npin);
3624                 }
3625                 gsi = ioapic->mio_gsi_base + ent->dst_apic_int;
3626
3627                 if (ent->src_bus_irq != gsi) {
3628                         if (bootverbose) {
3629                                 kprintf("MPTABLE: INTSRC irq %d -> GSI %d\n",
3630                                         ent->src_bus_irq, gsi);
3631                         }
3632                         ioapic_intsrc(ent->src_bus_irq, gsi,
3633                             INTR_TRIGGER_EDGE, INTR_POLARITY_HIGH);
3634                 }
3635         } else {
3636                 /* XXX rough estimation */
3637                 if (ent->src_bus_irq != ent->dst_apic_int) {
3638                         if (bootverbose) {
3639                                 kprintf("MPTABLE: INTSRC irq %d -> GSI %d\n",
3640                                         ent->src_bus_irq, ent->dst_apic_int);
3641                         }
3642                 }
3643         }
3644         return 0;
3645 }
3646
3647 static void
3648 mptable_ioapic_enumerate(struct ioapic_enumerator *e)
3649 {
3650         struct mptable_bus_info bus_info;
3651         struct mptable_ioapic *ioapic;
3652         struct mptable_pos mpt;
3653         mpcth_t cth;
3654         int error;
3655
3656         KKASSERT(mptable_fps_phyaddr != 0);
3657         KKASSERT(!TAILQ_EMPTY(&mptable_ioapic_list));
3658
3659         TAILQ_FOREACH(ioapic, &mptable_ioapic_list, mio_link) {
3660                 if (!ioapic_use_old) {
3661                         const struct mptable_ioapic *prev_ioapic;
3662                         uint32_t ver;
3663                         void *addr;
3664
3665                         addr = ioapic_map(ioapic->mio_addr);
3666
3667                         ver = ioapic_read(addr, IOAPIC_VER);
3668                         ioapic->mio_npin = ((ver & IOART_VER_MAXREDIR)
3669                                             >> MAXREDIRSHIFT) + 1;
3670
3671                         prev_ioapic = TAILQ_PREV(ioapic,
3672                                         mptable_ioapic_list, mio_link);
3673                         if (prev_ioapic == NULL) {
3674                                 ioapic->mio_gsi_base = 0;
3675                         } else {
3676                                 ioapic->mio_gsi_base =
3677                                         prev_ioapic->mio_gsi_base +
3678                                         prev_ioapic->mio_npin;
3679                         }
3680                         ioapic_add(addr, ioapic->mio_gsi_base,
3681                             ioapic->mio_npin);
3682                 }
3683                 if (bootverbose) {
3684                         kprintf("MPTABLE: IOAPIC addr 0x%08x, "
3685                                 "apic id %d, idx %d, gsi base %d, npin %d\n",
3686                                 ioapic->mio_addr,
3687                                 ioapic->mio_apic_id,
3688                                 ioapic->mio_idx,
3689                                 ioapic->mio_gsi_base,
3690                                 ioapic->mio_npin);
3691                 }
3692         }
3693
3694         if (mptable_use_default) {
3695                 if (bootverbose)
3696                         kprintf("MPTABLE: INTSRC irq 0 -> GSI 2 (default)\n");
3697                 ioapic_intsrc(0, 2, INTR_TRIGGER_EDGE, INTR_POLARITY_HIGH);
3698                 return;
3699         }
3700
3701         error = mptable_map(&mpt);
3702         if (error)
3703                 panic("mptable_ioapic_probe: mptable_map failed\n");
3704         KKASSERT(!MPTABLE_POS_USE_DEFAULT(&mpt));
3705
3706         cth = mpt.mp_cth;
3707
3708         mptable_bus_info_alloc(cth, &bus_info);
3709
3710         if (TAILQ_EMPTY(&bus_info.mbi_list)) {
3711                 if (bootverbose)
3712                         kprintf("MPTABLE: INTSRC irq 0 -> GSI 2 (no bus)\n");
3713                 ioapic_intsrc(0, 2, INTR_TRIGGER_EDGE, INTR_POLARITY_HIGH);
3714         } else {
3715                 struct mptable_ioapic_int_cbarg arg;
3716
3717                 bzero(&arg, sizeof(arg));
3718                 arg.bus_info = &bus_info;
3719
3720                 error = mptable_iterate_entries(cth,
3721                             mptable_ioapic_int_callback, &arg);
3722                 if (error)
3723                         panic("mptable_ioapic_int failed\n");
3724
3725                 if (arg.ioapic_nint == 0) {
3726                         if (bootverbose) {
3727                                 kprintf("MPTABLE: INTSRC irq 0 -> GSI 2 "
3728                                         "(no int)\n");
3729                         }
3730                         ioapic_intsrc(0, 2, INTR_TRIGGER_EDGE,
3731                             INTR_POLARITY_HIGH);
3732                 }
3733         }
3734
3735         mptable_bus_info_free(&bus_info);
3736
3737         mptable_unmap(&mpt);
3738 }
3739
3740 static struct ioapic_enumerator mptable_ioapic_enumerator = {
3741         .ioapic_prio = IOAPIC_ENUM_PRIO_MPTABLE,
3742         .ioapic_probe = mptable_ioapic_probe,
3743         .ioapic_enumerate = mptable_ioapic_enumerate
3744 };
3745
3746 static void
3747 mptable_ioapic_enum_register(void)
3748 {
3749         ioapic_enumerator_register(&mptable_ioapic_enumerator);
3750 }
3751 SYSINIT(mptable_ioapic, SI_BOOT2_PRESMP, SI_ORDER_ANY,
3752         mptable_ioapic_enum_register, 0);
3753
3754 void
3755 mptable_pci_int_dump(void)
3756 {
3757         const struct mptable_pci_int *pci_int;
3758
3759         TAILQ_FOREACH(pci_int, &mptable_pci_int_list, mpci_link) {
3760                 kprintf("MPTABLE: %d:%d INT%c -> IOAPIC %d.%d\n",
3761                         pci_int->mpci_bus,
3762                         pci_int->mpci_dev,
3763                         pci_int->mpci_pin + 'A',
3764                         pci_int->mpci_ioapic_idx,
3765                         pci_int->mpci_ioapic_pin);
3766         }
3767 }
3768
3769 int
3770 mptable_pci_int_route(int bus, int dev, int pin, int intline)
3771 {
3772         const struct mptable_pci_int *pci_int;
3773         int irq = -1;
3774
3775         KKASSERT(pin >= 1);
3776         --pin;  /* zero based */
3777
3778         TAILQ_FOREACH(pci_int, &mptable_pci_int_list, mpci_link) {
3779                 if (pci_int->mpci_bus == bus &&
3780                     pci_int->mpci_dev == dev &&
3781                     pci_int->mpci_pin == pin)
3782                         break;
3783         }
3784         if (pci_int != NULL) {
3785                 int gsi;
3786
3787                 gsi = ioapic_gsi(pci_int->mpci_ioapic_idx,
3788                         pci_int->mpci_ioapic_pin);
3789                 if (gsi >= 0) {
3790                         irq = ioapic_abi_find_gsi(gsi,
3791                                 INTR_TRIGGER_LEVEL, INTR_POLARITY_LOW);
3792                 }
3793         }
3794
3795         if (irq < 0) {
3796                 if (bootverbose) {
3797                         kprintf("MPTABLE: fixed interrupt routing "
3798                                 "for %d:%d INT%c\n", bus, dev, pin + 'A');
3799                 }
3800
3801                 irq = ioapic_abi_find_irq(intline,
3802                         INTR_TRIGGER_LEVEL, INTR_POLARITY_LOW);
3803         }
3804
3805         if (irq >= 0 && bootverbose) {
3806                 kprintf("MPTABLE: %d:%d INT%c routed to irq %d\n",
3807                         bus, dev, pin + 'A', irq);
3808         }
3809         return irq;
3810 }