Merge branch 'vendor/DHCPCD'
[dragonfly.git] / sys / platform / pc64 / x86_64 / mp_machdep.c
1 /*
2  * Copyright (c) 1996, by Steve Passe
3  * All rights reserved.
4  *
5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
6  * modification, are permitted provided that the following conditions
7  * are met:
8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
10  * 2. The name of the developer may NOT be used to endorse or promote products
11  *    derived from this software without specific prior written permission.
12  *
13  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
14  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
15  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
16  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
17  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
18  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
19  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
20  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
21  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
22  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
23  * SUCH DAMAGE.
24  *
25  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/mp_machdep.c,v 1.115.2.15 2003/03/14 21:22:35 jhb Exp $
26  */
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 #include <sys/cpu_topology.h>
39
40 #include <sys/mplock2.h>
41
42 #include <vm/vm.h>
43 #include <vm/vm_param.h>
44 #include <vm/pmap.h>
45 #include <vm/vm_kern.h>
46 #include <vm/vm_extern.h>
47 #include <sys/lock.h>
48 #include <vm/vm_map.h>
49
50 #include <machine/smp.h>
51 #include <machine_base/apic/apicreg.h>
52 #include <machine/atomic.h>
53 #include <machine/cpufunc.h>
54 #include <machine/cputypes.h>
55 #include <machine_base/apic/lapic.h>
56 #include <machine_base/apic/ioapic.h>
57 #include <machine_base/acpica/acpi_md_cpu.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 #include <machine/clock.h>
65
66 #include <machine/md_var.h>             /* setidt() */
67 #include <machine_base/icu/icu.h>       /* IPIs */
68 #include <machine_base/icu/icu_var.h>
69 #include <machine_base/apic/ioapic_abi.h>
70 #include <machine/intr_machdep.h>       /* IPIs */
71
72 #define WARMBOOT_TARGET         0
73 #define WARMBOOT_OFF            (KERNBASE + 0x0467)
74 #define WARMBOOT_SEG            (KERNBASE + 0x0469)
75
76 #define CMOS_REG                (0x70)
77 #define CMOS_DATA               (0x71)
78 #define BIOS_RESET              (0x0f)
79 #define BIOS_WARM               (0x0a)
80
81 /*
82  * this code MUST be enabled here and in mpboot.s.
83  * it follows the very early stages of AP boot by placing values in CMOS ram.
84  * it NORMALLY will never be needed and thus the primitive method for enabling.
85  *
86  */
87 #if defined(CHECK_POINTS)
88 #define CHECK_READ(A)    (outb(CMOS_REG, (A)), inb(CMOS_DATA))
89 #define CHECK_WRITE(A,D) (outb(CMOS_REG, (A)), outb(CMOS_DATA, (D)))
90
91 #define CHECK_INIT(D);                          \
92         CHECK_WRITE(0x34, (D));                 \
93         CHECK_WRITE(0x35, (D));                 \
94         CHECK_WRITE(0x36, (D));                 \
95         CHECK_WRITE(0x37, (D));                 \
96         CHECK_WRITE(0x38, (D));                 \
97         CHECK_WRITE(0x39, (D));
98
99 #define CHECK_PRINT(S);                         \
100         kprintf("%s: %d, %d, %d, %d, %d, %d\n", \
101            (S),                                 \
102            CHECK_READ(0x34),                    \
103            CHECK_READ(0x35),                    \
104            CHECK_READ(0x36),                    \
105            CHECK_READ(0x37),                    \
106            CHECK_READ(0x38),                    \
107            CHECK_READ(0x39));
108
109 #else                           /* CHECK_POINTS */
110
111 #define CHECK_INIT(D)
112 #define CHECK_PRINT(S)
113
114 #endif                          /* CHECK_POINTS */
115
116 /*
117  * Values to send to the POST hardware.
118  */
119 #define MP_BOOTADDRESS_POST     0x10
120 #define MP_PROBE_POST           0x11
121 #define MPTABLE_PASS1_POST      0x12
122
123 #define MP_START_POST           0x13
124 #define MP_ENABLE_POST          0x14
125 #define MPTABLE_PASS2_POST      0x15
126
127 #define START_ALL_APS_POST      0x16
128 #define INSTALL_AP_TRAMP_POST   0x17
129 #define START_AP_POST           0x18
130
131 #define MP_ANNOUNCE_POST        0x19
132
133 /** XXX FIXME: where does this really belong, isa.h/isa.c perhaps? */
134 int     current_postcode;
135
136 /** XXX FIXME: what system files declare these??? */
137
138 extern int naps;
139 extern int _udatasel;
140
141 int64_t tsc0_offset;
142 extern int64_t tsc_offsets[];
143
144 /* AP uses this during bootstrap.  Do not staticize.  */
145 char *bootSTK;
146 static int bootAP;
147
148 struct pcb stoppcbs[MAXCPU];
149
150 extern inthand_t IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
151
152 /*
153  * Local data and functions.
154  */
155
156 static u_int    boot_address;
157 static int      mp_finish;
158 static int      mp_finish_lapic;
159
160 static int      start_all_aps(u_int boot_addr);
161 #if 0
162 static void     install_ap_tramp(u_int boot_addr);
163 #endif
164 static int      start_ap(struct mdglobaldata *gd, u_int boot_addr, int smibest);
165 static int      smitest(void);
166 static void     mp_bsp_simple_setup(void);
167
168 /* which cpus have been started */
169 static cpumask_t smp_startup_mask = CPUMASK_INITIALIZER_ONLYONE;
170 /* which cpus have lapic been inited */
171 static cpumask_t smp_lapic_mask = CPUMASK_INITIALIZER_ONLYONE;
172 /* which cpus are ready for IPIs etc? */
173 cpumask_t smp_active_mask = CPUMASK_INITIALIZER_ONLYONE;
174 cpumask_t smp_finalize_mask = CPUMASK_INITIALIZER_ONLYONE;
175
176 SYSCTL_OPAQUE(_machdep, OID_AUTO, smp_active, CTLFLAG_RD,
177               &smp_active_mask, sizeof(smp_active_mask), "LU", "");
178 static u_int    bootMP_size;
179 static u_int    report_invlpg_src;
180 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, report_invlpg_src, CTLFLAG_RW,
181         &report_invlpg_src, 0, "");
182 static u_int    report_invltlb_src;
183 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, report_invltlb_src, CTLFLAG_RW,
184         &report_invltlb_src, 0, "");
185 static int      optimized_invltlb;
186 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, optimized_invltlb, CTLFLAG_RW,
187         &optimized_invltlb, 0, "");
188 static int      all_but_self_ipi_enable = 1;
189 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, all_but_self_ipi_enable, CTLFLAG_RW,
190         &all_but_self_ipi_enable, 0, "");
191
192 /* Local data for detecting CPU TOPOLOGY */
193 static int core_bits = 0;
194 static int logical_CPU_bits = 0;
195
196
197 /*
198  * Calculate usable address in base memory for AP trampoline code.
199  */
200 u_int
201 mp_bootaddress(u_int basemem)
202 {
203         POSTCODE(MP_BOOTADDRESS_POST);
204
205         bootMP_size = mptramp_end - mptramp_start;
206         boot_address = trunc_page(basemem * 1024); /* round down to 4k boundary */
207         if (((basemem * 1024) - boot_address) < bootMP_size)
208                 boot_address -= PAGE_SIZE;      /* not enough, lower by 4k */
209         /* 3 levels of page table pages */
210         mptramp_pagetables = boot_address - (PAGE_SIZE * 3);
211
212         return mptramp_pagetables;
213 }
214
215 /*
216  * Print various information about the SMP system hardware and setup.
217  */
218 void
219 mp_announce(void)
220 {
221         int     x;
222
223         POSTCODE(MP_ANNOUNCE_POST);
224
225         kprintf("DragonFly/MP: Multiprocessor motherboard\n");
226         kprintf(" cpu0 (BSP): apic id: %2d\n", CPUID_TO_APICID(0));
227         for (x = 1; x <= naps; ++x)
228                 kprintf(" cpu%d (AP):  apic id: %2d\n", x, CPUID_TO_APICID(x));
229
230         if (!ioapic_enable)
231                 kprintf(" Warning: APIC I/O disabled\n");
232 }
233
234 /*
235  * AP cpu's call this to sync up protected mode.
236  *
237  * WARNING! %gs is not set up on entry.  This routine sets up %gs.
238  */
239 void
240 init_secondary(void)
241 {
242         int     gsel_tss;
243         int     x, myid = bootAP;
244         u_int64_t msr, cr0;
245         struct mdglobaldata *md;
246         struct privatespace *ps;
247
248         ps = CPU_prvspace[myid];
249
250         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base = (long)&ps->common_tss;
251         ps->mdglobaldata.mi.gd_prvspace = ps;
252
253         /* We fill the 32-bit segment descriptors */
254         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
255                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
256                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[myid * NGDT + x]);
257         }
258         /* And now a 64-bit one */
259         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
260             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[myid * NGDT + GPROC0_SEL]);
261
262         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
263         r_gdt.rd_base = (long) &gdt[myid * NGDT];
264         lgdt(&r_gdt);                   /* does magic intra-segment return */
265
266         /* lgdt() destroys the GSBASE value, so we load GSBASE after lgdt() */
267         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
268         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)ps);
269         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* XXX User value while we're in the kernel */
270
271         lidt(&r_idt_arr[mdcpu->mi.gd_cpuid]);
272
273         load_ds(_udatasel);
274         load_es(_udatasel);
275         load_fs(_udatasel);
276
277 #if 0
278         lldt(_default_ldt);
279         mdcpu->gd_currentldt = _default_ldt;
280 #endif
281
282         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
283         gdt[myid * NGDT + GPROC0_SEL].sd_type = SDT_SYSTSS;
284
285         md = mdcpu;     /* loaded through %gs:0 (mdglobaldata.mi.gd_prvspace)*/
286
287         /*
288          * TSS entry point for interrupts, traps, and exceptions
289          * (sans NMI).  This will always go to near the top of the pcpu
290          * trampoline area.  Hardware-pushed data will be copied into
291          * the trap-frame on entry, and (if necessary) returned to the
292          * trampoline on exit.
293          *
294          * We store some pcb data for the trampoline code above the
295          * stack the cpu hw pushes into, and arrange things so the
296          * address of tr_pcb_rsp is the same as the desired top of
297          * stack.
298          */
299         ps->common_tss.tss_rsp0 = (register_t)&ps->trampoline.tr_pcb_rsp;
300         ps->trampoline.tr_pcb_rsp = ps->common_tss.tss_rsp0;
301         ps->trampoline.tr_pcb_gs_kernel = (register_t)md;
302         ps->trampoline.tr_pcb_cr3 = KPML4phys;  /* adj to user cr3 live */
303         ps->dbltramp.tr_pcb_gs_kernel = (register_t)md;
304         ps->dbltramp.tr_pcb_cr3 = KPML4phys;
305         ps->dbgtramp.tr_pcb_gs_kernel = (register_t)md;
306         ps->dbgtramp.tr_pcb_cr3 = KPML4phys;
307
308 #if 0 /* JG XXX */
309         ps->common_tss.tss_ioopt = (sizeof ps->common_tss) << 16;
310 #endif
311         md->gd_tss_gdt = &gdt[myid * NGDT + GPROC0_SEL];
312         md->gd_common_tssd = *md->gd_tss_gdt;
313
314         /* double fault stack */
315         ps->common_tss.tss_ist1 = (register_t)&ps->dbltramp.tr_pcb_rsp;
316         ps->common_tss.tss_ist2 = (register_t)&ps->dbgtramp.tr_pcb_rsp;
317
318         ltr(gsel_tss);
319
320         /*
321          * Set to a known state:
322          * Set by mpboot.s: CR0_PG, CR0_PE
323          * Set by cpu_setregs: CR0_NE, CR0_MP, CR0_TS, CR0_WP, CR0_AM
324          */
325         cr0 = rcr0();
326         cr0 &= ~(CR0_CD | CR0_NW | CR0_EM);
327         load_cr0(cr0);
328
329         /* Set up the fast syscall stuff */
330         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
331         wrmsr(MSR_EFER, msr);
332         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
333         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
334         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
335               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
336         wrmsr(MSR_STAR, msr);
337         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D|PSL_IOPL|PSL_AC);
338
339         pmap_set_opt();         /* PSE/4MB pages, etc */
340         pmap_init_pat();        /* Page Attribute Table */
341
342         /* set up CPU registers and state */
343         cpu_setregs();
344
345         /* set up SSE/NX registers */
346         initializecpu(myid);
347
348         /* set up FPU state on the AP */
349         npxinit();
350
351         /* If BSP is in the X2APIC mode, put the AP into the X2APIC mode. */
352         if (x2apic_enable)
353                 lapic_x2apic_enter(FALSE);
354
355         /* disable the APIC, just to be SURE */
356         LAPIC_WRITE(svr, (LAPIC_READ(svr) & ~APIC_SVR_ENABLE));
357 }
358
359 /*******************************************************************
360  * local functions and data
361  */
362
363 /*
364  * Start the SMP system
365  */
366 static void
367 mp_start_aps(void *dummy __unused)
368 {
369         if (lapic_enable) {
370                 /* start each Application Processor */
371                 start_all_aps(boot_address);
372         } else {
373                 mp_bsp_simple_setup();
374         }
375 }
376 SYSINIT(startaps, SI_BOOT2_START_APS, SI_ORDER_FIRST, mp_start_aps, NULL);
377
378 /*
379  * start each AP in our list
380  */
381 static int
382 start_all_aps(u_int boot_addr)
383 {
384         vm_offset_t va = boot_address + KERNBASE;
385         u_int64_t *pt4, *pt3, *pt2;
386         int     pssize;
387         int     x, i;
388         int     shift;
389         int     smicount;
390         int     smibest;
391         int     smilast;
392         u_char  mpbiosreason;
393         u_long  mpbioswarmvec;
394         struct mdglobaldata *gd;
395         struct privatespace *ps;
396         size_t ipiq_size;
397
398         POSTCODE(START_ALL_APS_POST);
399
400         /* install the AP 1st level boot code */
401         pmap_kenter(va, boot_address);
402         cpu_invlpg((void *)va);         /* JG XXX */
403         bcopy(mptramp_start, (void *)va, bootMP_size);
404
405         /* Locate the page tables, they'll be below the trampoline */
406         pt4 = (u_int64_t *)(uintptr_t)(mptramp_pagetables + KERNBASE);
407         pt3 = pt4 + (PAGE_SIZE) / sizeof(u_int64_t);
408         pt2 = pt3 + (PAGE_SIZE) / sizeof(u_int64_t);
409
410         /* Create the initial 1GB replicated page tables */
411         for (i = 0; i < 512; i++) {
412                 /* Each slot of the level 4 pages points to the same level 3 page */
413                 pt4[i] = (u_int64_t)(uintptr_t)(mptramp_pagetables + PAGE_SIZE);
414                 pt4[i] |= kernel_pmap.pmap_bits[PG_V_IDX] |
415                     kernel_pmap.pmap_bits[PG_RW_IDX] |
416                     kernel_pmap.pmap_bits[PG_U_IDX];
417
418                 /* Each slot of the level 3 pages points to the same level 2 page */
419                 pt3[i] = (u_int64_t)(uintptr_t)(mptramp_pagetables + (2 * PAGE_SIZE));
420                 pt3[i] |= kernel_pmap.pmap_bits[PG_V_IDX] |
421                     kernel_pmap.pmap_bits[PG_RW_IDX] |
422                     kernel_pmap.pmap_bits[PG_U_IDX];
423
424                 /* The level 2 page slots are mapped with 2MB pages for 1GB. */
425                 pt2[i] = i * (2 * 1024 * 1024);
426                 pt2[i] |= kernel_pmap.pmap_bits[PG_V_IDX] |
427                     kernel_pmap.pmap_bits[PG_RW_IDX] |
428                     kernel_pmap.pmap_bits[PG_PS_IDX] |
429                     kernel_pmap.pmap_bits[PG_U_IDX];
430         }
431
432         /* save the current value of the warm-start vector */
433         mpbioswarmvec = *((u_int32_t *) WARMBOOT_OFF);
434         outb(CMOS_REG, BIOS_RESET);
435         mpbiosreason = inb(CMOS_DATA);
436
437         /* setup a vector to our boot code */
438         *((volatile u_short *) WARMBOOT_OFF) = WARMBOOT_TARGET;
439         *((volatile u_short *) WARMBOOT_SEG) = (boot_address >> 4);
440         outb(CMOS_REG, BIOS_RESET);
441         outb(CMOS_DATA, BIOS_WARM);     /* 'warm-start' */
442
443         /*
444          * If we have a TSC we can figure out the SMI interrupt rate.
445          * The SMI does not necessarily use a constant rate.  Spend
446          * up to 250ms trying to figure it out.
447          */
448         smibest = 0;
449         if (cpu_feature & CPUID_TSC) {
450                 set_apic_timer(275000);
451                 smilast = read_apic_timer();
452                 for (x = 0; x < 20 && read_apic_timer(); ++x) {
453                         smicount = smitest();
454                         if (smibest == 0 || smilast - smicount < smibest)
455                                 smibest = smilast - smicount;
456                         smilast = smicount;
457                 }
458                 if (smibest > 250000)
459                         smibest = 0;
460         }
461         if (smibest)
462                 kprintf("SMI Frequency (worst case): %d Hz (%d us)\n",
463                         1000000 / smibest, smibest);
464
465         /* start each AP */
466         for (x = 1; x <= naps; ++x) {
467                 /* This is a bit verbose, it will go away soon.  */
468
469                 pssize = sizeof(struct privatespace);
470                 ps = (void *)kmem_alloc3(&kernel_map, pssize, VM_SUBSYS_GD,
471                                          KM_CPU(x));
472                 CPU_prvspace[x] = ps;
473 #if 0
474                 kprintf("ps %d %p %d\n", x, ps, pssize);
475 #endif
476                 bzero(ps, pssize);
477                 gd = &ps->mdglobaldata;
478                 gd->mi.gd_prvspace = ps;
479
480                 /* prime data page for it to use */
481                 mi_gdinit(&gd->mi, x);
482                 cpu_gdinit(gd, x);
483                 ipiq_size = sizeof(struct lwkt_ipiq) * (naps + 1);
484                 gd->mi.gd_ipiq = (void *)kmem_alloc3(&kernel_map, ipiq_size,
485                                                      VM_SUBSYS_IPIQ, KM_CPU(x));
486                 bzero(gd->mi.gd_ipiq, ipiq_size);
487
488                 gd->gd_acpi_id = CPUID_TO_ACPIID(gd->mi.gd_cpuid);
489
490                 /* initialize arc4random. */
491                 arc4_init_pcpu(x);
492
493                 /* setup a vector to our boot code */
494                 *((volatile u_short *) WARMBOOT_OFF) = WARMBOOT_TARGET;
495                 *((volatile u_short *) WARMBOOT_SEG) = (boot_addr >> 4);
496                 outb(CMOS_REG, BIOS_RESET);
497                 outb(CMOS_DATA, BIOS_WARM);     /* 'warm-start' */
498
499                 /*
500                  * Setup the AP boot stack
501                  */
502                 bootSTK = &ps->idlestack[UPAGES * PAGE_SIZE - PAGE_SIZE];
503                 bootAP = x;
504
505                 /* attempt to start the Application Processor */
506                 CHECK_INIT(99); /* setup checkpoints */
507                 if (!start_ap(gd, boot_addr, smibest)) {
508                         kprintf("\nAP #%d (PHY# %d) failed!\n",
509                                 x, CPUID_TO_APICID(x));
510                         CHECK_PRINT("trace");   /* show checkpoints */
511                         /* better panic as the AP may be running loose */
512                         kprintf("panic y/n? [y] ");
513                         cnpoll(TRUE);
514                         if (cngetc() != 'n')
515                                 panic("bye-bye");
516                         cnpoll(FALSE);
517                 }
518                 CHECK_PRINT("trace");           /* show checkpoints */
519         }
520
521         /* set ncpus to 1 + highest logical cpu.  Not all may have come up */
522         ncpus = x;
523
524         for (shift = 0; (1 << shift) <= ncpus; ++shift)
525                 ;
526         --shift;
527
528         /* ncpus_fit -- ncpus rounded up to the nearest power of 2 */
529         if ((1 << shift) < ncpus)
530                 ++shift;
531         ncpus_fit = 1 << shift;
532         ncpus_fit_mask = ncpus_fit - 1;
533
534         /* build our map of 'other' CPUs */
535         mycpu->gd_other_cpus = smp_startup_mask;
536         CPUMASK_NANDBIT(mycpu->gd_other_cpus, mycpu->gd_cpuid);
537
538         gd = (struct mdglobaldata *)mycpu;
539         gd->gd_acpi_id = CPUID_TO_ACPIID(mycpu->gd_cpuid);
540
541         ipiq_size = sizeof(struct lwkt_ipiq) * ncpus;
542         mycpu->gd_ipiq = (void *)kmem_alloc3(&kernel_map, ipiq_size,
543                                              VM_SUBSYS_IPIQ, KM_CPU(0));
544         bzero(mycpu->gd_ipiq, ipiq_size);
545
546         /* initialize arc4random. */
547         arc4_init_pcpu(0);
548
549         /* restore the warmstart vector */
550         *(u_long *) WARMBOOT_OFF = mpbioswarmvec;
551         outb(CMOS_REG, BIOS_RESET);
552         outb(CMOS_DATA, mpbiosreason);
553
554         /*
555          * NOTE!  The idlestack for the BSP was setup by locore.  Finish
556          * up, clean out the P==V mapping we did earlier.
557          */
558         pmap_set_opt();
559
560         /*
561          * Wait all APs to finish initializing LAPIC
562          */
563         if (bootverbose)
564                 kprintf("SMP: Waiting APs LAPIC initialization\n");
565         if (cpu_feature & CPUID_TSC)
566                 tsc0_offset = rdtsc();
567         tsc_offsets[0] = 0;
568         mp_finish_lapic = 1;
569         rel_mplock();
570
571         while (CPUMASK_CMPMASKNEQ(smp_lapic_mask, smp_startup_mask)) {
572                 cpu_pause();
573                 cpu_lfence();
574                 if (cpu_feature & CPUID_TSC)
575                         tsc0_offset = rdtsc();
576         }
577         while (try_mplock() == 0) {
578                 cpu_pause();
579                 cpu_lfence();
580         }
581
582         /* number of APs actually started */
583         return ncpus - 1;
584 }
585
586
587 /*
588  * load the 1st level AP boot code into base memory.
589  */
590
591 /* targets for relocation */
592 extern void bigJump(void);
593 extern void bootCodeSeg(void);
594 extern void bootDataSeg(void);
595 extern void MPentry(void);
596 extern u_int MP_GDT;
597 extern u_int mp_gdtbase;
598
599 #if 0
600
601 static void
602 install_ap_tramp(u_int boot_addr)
603 {
604         int     x;
605         int     size = *(int *) ((u_long) & bootMP_size);
606         u_char *src = (u_char *) ((u_long) bootMP);
607         u_char *dst = (u_char *) boot_addr + KERNBASE;
608         u_int   boot_base = (u_int) bootMP;
609         u_int8_t *dst8;
610         u_int16_t *dst16;
611         u_int32_t *dst32;
612
613         POSTCODE(INSTALL_AP_TRAMP_POST);
614
615         for (x = 0; x < size; ++x)
616                 *dst++ = *src++;
617
618         /*
619          * modify addresses in code we just moved to basemem. unfortunately we
620          * need fairly detailed info about mpboot.s for this to work.  changes
621          * to mpboot.s might require changes here.
622          */
623
624         /* boot code is located in KERNEL space */
625         dst = (u_char *) boot_addr + KERNBASE;
626
627         /* modify the lgdt arg */
628         dst32 = (u_int32_t *) (dst + ((u_int) & mp_gdtbase - boot_base));
629         *dst32 = boot_addr + ((u_int) & MP_GDT - boot_base);
630
631         /* modify the ljmp target for MPentry() */
632         dst32 = (u_int32_t *) (dst + ((u_int) bigJump - boot_base) + 1);
633         *dst32 = ((u_int) MPentry - KERNBASE);
634
635         /* modify the target for boot code segment */
636         dst16 = (u_int16_t *) (dst + ((u_int) bootCodeSeg - boot_base));
637         dst8 = (u_int8_t *) (dst16 + 1);
638         *dst16 = (u_int) boot_addr & 0xffff;
639         *dst8 = ((u_int) boot_addr >> 16) & 0xff;
640
641         /* modify the target for boot data segment */
642         dst16 = (u_int16_t *) (dst + ((u_int) bootDataSeg - boot_base));
643         dst8 = (u_int8_t *) (dst16 + 1);
644         *dst16 = (u_int) boot_addr & 0xffff;
645         *dst8 = ((u_int) boot_addr >> 16) & 0xff;
646 }
647
648 #endif
649
650 /*
651  * This function starts the AP (application processor) identified
652  * by the APIC ID 'physicalCpu'.  It does quite a "song and dance"
653  * to accomplish this.  This is necessary because of the nuances
654  * of the different hardware we might encounter.  It ain't pretty,
655  * but it seems to work.
656  *
657  * NOTE: eventually an AP gets to ap_init(), which is called just 
658  * before the AP goes into the LWKT scheduler's idle loop.
659  */
660 static int
661 start_ap(struct mdglobaldata *gd, u_int boot_addr, int smibest)
662 {
663         int     physical_cpu;
664         int     vector;
665
666         POSTCODE(START_AP_POST);
667
668         /* get the PHYSICAL APIC ID# */
669         physical_cpu = CPUID_TO_APICID(gd->mi.gd_cpuid);
670
671         /* calculate the vector */
672         vector = (boot_addr >> 12) & 0xff;
673
674         /* We don't want anything interfering */
675         cpu_disable_intr();
676
677         /* Make sure the target cpu sees everything */
678         wbinvd();
679
680         /*
681          * Try to detect when a SMI has occurred, wait up to 200ms.
682          *
683          * If a SMI occurs during an AP reset but before we issue
684          * the STARTUP command, the AP may brick.  To work around
685          * this problem we hold off doing the AP startup until
686          * after we have detected the SMI.  Hopefully another SMI
687          * will not occur before we finish the AP startup.
688          *
689          * Retries don't seem to help.  SMIs have a window of opportunity
690          * and if USB->legacy keyboard emulation is enabled in the BIOS
691          * the interrupt rate can be quite high.
692          *
693          * NOTE: Don't worry about the L1 cache load, it might bloat
694          *       ldelta a little but ndelta will be so huge when the SMI
695          *       occurs the detection logic will still work fine.
696          */
697         if (smibest) {
698                 set_apic_timer(200000);
699                 smitest();
700         }
701
702         /*
703          * first we do an INIT/RESET IPI this INIT IPI might be run, reseting
704          * and running the target CPU. OR this INIT IPI might be latched (P5
705          * bug), CPU waiting for STARTUP IPI. OR this INIT IPI might be
706          * ignored.
707          *
708          * see apic/apicreg.h for icr bit definitions.
709          *
710          * TIME CRITICAL CODE, DO NOT DO ANY KPRINTFS IN THE HOT PATH.
711          */
712
713         /*
714          * Do an INIT IPI: assert RESET
715          *
716          * Use edge triggered mode to assert INIT
717          */
718         lapic_seticr_sync(physical_cpu,
719             APIC_DESTMODE_PHY |
720             APIC_DEST_DESTFLD |
721             APIC_TRIGMOD_EDGE |
722             APIC_LEVEL_ASSERT |
723             APIC_DELMODE_INIT);
724
725         /*
726          * The spec calls for a 10ms delay but we may have to use a
727          * MUCH lower delay to avoid bricking an AP due to a fast SMI
728          * interrupt.  We have other loops here too and dividing by 2
729          * doesn't seem to be enough even after subtracting 350us,
730          * so we divide by 4.
731          *
732          * Our minimum delay is 150uS, maximum is 10ms.  If no SMI
733          * interrupt was detected we use the full 10ms.
734          */
735         if (smibest == 0)
736                 u_sleep(10000);
737         else if (smibest < 150 * 4 + 350)
738                 u_sleep(150);
739         else if ((smibest - 350) / 4 < 10000)
740                 u_sleep((smibest - 350) / 4);
741         else
742                 u_sleep(10000);
743
744         /*
745          * Do an INIT IPI: deassert RESET
746          *
747          * Use level triggered mode to deassert.  It is unclear
748          * why we need to do this.
749          */
750         lapic_seticr_sync(physical_cpu,
751             APIC_DESTMODE_PHY |
752             APIC_DEST_DESTFLD |
753             APIC_TRIGMOD_LEVEL |
754             APIC_LEVEL_DEASSERT |
755             APIC_DELMODE_INIT);
756         u_sleep(150);                           /* wait 150us */
757
758         /*
759          * Next we do a STARTUP IPI: the previous INIT IPI might still be
760          * latched, (P5 bug) this 1st STARTUP would then terminate
761          * immediately, and the previously started INIT IPI would continue. OR
762          * the previous INIT IPI has already run. and this STARTUP IPI will
763          * run. OR the previous INIT IPI was ignored. and this STARTUP IPI
764          * will run.
765          *
766          * XXX set APIC_LEVEL_ASSERT
767          */
768         lapic_seticr_sync(physical_cpu,
769             APIC_DESTMODE_PHY |
770             APIC_DEST_DESTFLD |
771             APIC_DELMODE_STARTUP |
772             vector);
773         u_sleep(200);           /* wait ~200uS */
774
775         /*
776          * Finally we do a 2nd STARTUP IPI: this 2nd STARTUP IPI should run IF
777          * the previous STARTUP IPI was cancelled by a latched INIT IPI. OR
778          * this STARTUP IPI will be ignored, as only ONE STARTUP IPI is
779          * recognized after hardware RESET or INIT IPI.
780          *
781          * XXX set APIC_LEVEL_ASSERT
782          */
783         lapic_seticr_sync(physical_cpu,
784             APIC_DESTMODE_PHY |
785             APIC_DEST_DESTFLD |
786             APIC_DELMODE_STARTUP |
787             vector);
788
789         /* Resume normal operation */
790         cpu_enable_intr();
791
792         /* wait for it to start, see ap_init() */
793         set_apic_timer(5000000);/* == 5 seconds */
794         while (read_apic_timer()) {
795                 if (CPUMASK_TESTBIT(smp_startup_mask, gd->mi.gd_cpuid))
796                         return 1;       /* return SUCCESS */
797         }
798
799         return 0;               /* return FAILURE */
800 }
801
802 static
803 int
804 smitest(void)
805 {
806         int64_t ltsc;
807         int64_t ntsc;
808         int64_t ldelta;
809         int64_t ndelta;
810         int count;
811
812         ldelta = 0;
813         ndelta = 0;
814         while (read_apic_timer()) {
815                 ltsc = rdtsc();
816                 for (count = 0; count < 100; ++count)
817                         ntsc = rdtsc(); /* force loop to occur */
818                 if (ldelta) {
819                         ndelta = ntsc - ltsc;
820                         if (ldelta > ndelta)
821                                 ldelta = ndelta;
822                         if (ndelta > ldelta * 2)
823                                 break;
824                 } else {
825                         ldelta = ntsc - ltsc;
826                 }
827         }
828         return(read_apic_timer());
829 }
830
831 /*
832  * Synchronously flush the TLB on all other CPU's.  The current cpu's
833  * TLB is not flushed.  If the caller wishes to flush the current cpu's
834  * TLB the caller must call cpu_invltlb() in addition to smp_invltlb().
835  *
836  * This routine may be called concurrently from multiple cpus.  When this
837  * happens, smp_invltlb() can wind up sticking around in the confirmation
838  * while() loop at the end as additional cpus are added to the global
839  * cpumask, until they are acknowledged by another IPI.
840  *
841  * NOTE: If for some reason we were unable to start all cpus we cannot
842  *       safely use broadcast IPIs.
843  */
844
845 cpumask_t smp_smurf_mask;
846 static cpumask_t smp_invltlb_mask;
847 #define LOOPRECOVER
848 #define LOOPMASK_IN
849 #ifdef LOOPMASK_IN
850 cpumask_t smp_in_mask;
851 #endif
852 cpumask_t smp_invmask;
853 extern cpumask_t smp_idleinvl_mask;
854 extern cpumask_t smp_idleinvl_reqs;
855
856 /*
857  * Atomically OR bits in *mask to smp_smurf_mask.  Adjust *mask to remove
858  * bits that do not need to be IPId.  These bits are still part of the command,
859  * but the target cpus have already been signalled and do not need to be
860  * sigalled again.
861  */
862 #include <sys/spinlock.h>
863 #include <sys/spinlock2.h>
864
865 static __noinline
866 void
867 smp_smurf_fetchset(cpumask_t *mask)
868 {
869         cpumask_t omask;
870         int i;
871         __uint64_t obits;
872         __uint64_t nbits;
873
874         i = 0;
875         while (i < CPUMASK_ELEMENTS) {
876                 obits = smp_smurf_mask.ary[i];
877                 cpu_ccfence();
878                 nbits = obits | mask->ary[i];
879                 if (atomic_cmpset_long(&smp_smurf_mask.ary[i], obits, nbits)) {
880                         omask.ary[i] = obits;
881                         ++i;
882                 }
883         }
884         CPUMASK_NANDMASK(*mask, omask);
885 }
886
887 /*
888  * This is a mechanism which guarantees that cpu_invltlb() will be executed
889  * on idle cpus without having to signal or wake them up.  The invltlb will be
890  * executed when they wake up, prior to any scheduling or interrupt thread.
891  *
892  * (*mask) is modified to remove the cpus we successfully negotiate this
893  * function with.  This function may only be used with semi-synchronous
894  * commands (typically invltlb's or semi-synchronous invalidations which
895  * are usually associated only with kernel memory).
896  */
897 void
898 smp_smurf_idleinvlclr(cpumask_t *mask)
899 {
900         if (optimized_invltlb) {
901                 ATOMIC_CPUMASK_ORMASK(smp_idleinvl_reqs, *mask);
902                 /* cpu_lfence() not needed */
903                 CPUMASK_NANDMASK(*mask, smp_idleinvl_mask);
904         }
905 }
906
907 /*
908  * Issue cpu_invltlb() across all cpus except the current cpu.
909  *
910  * This function will arrange to avoid idle cpus, but still gurantee that
911  * invltlb is run on them when they wake up prior to any scheduling or
912  * nominal interrupt.
913  */
914 void
915 smp_invltlb(void)
916 {
917         struct mdglobaldata *md = mdcpu;
918         cpumask_t mask;
919         unsigned long rflags;
920 #ifdef LOOPRECOVER
921         tsc_uclock_t tsc_base = rdtsc();
922         int repeats = 0;
923 #endif
924
925         if (report_invltlb_src > 0) {
926                 if (--report_invltlb_src <= 0)
927                         print_backtrace(8);
928         }
929
930         /*
931          * Disallow normal interrupts, set all active cpus except our own
932          * in the global smp_invltlb_mask.
933          */
934         ++md->mi.gd_cnt.v_smpinvltlb;
935         crit_enter_gd(&md->mi);
936
937         /*
938          * Bits we want to set in smp_invltlb_mask.  We do not want to signal
939          * our own cpu.  Also try to remove bits associated with idle cpus
940          * that we can flag for auto-invltlb.
941          */
942         mask = smp_active_mask;
943         CPUMASK_NANDBIT(mask, md->mi.gd_cpuid);
944         smp_smurf_idleinvlclr(&mask);
945
946         rflags = read_rflags();
947         cpu_disable_intr();
948         ATOMIC_CPUMASK_ORMASK(smp_invltlb_mask, mask);
949
950         /*
951          * IPI non-idle cpus represented by mask.  The omask calculation
952          * removes cpus from the mask which already have a Xinvltlb IPI
953          * pending (avoid double-queueing the IPI).
954          *
955          * We must disable real interrupts when setting the smurf flags or
956          * we might race a XINVLTLB before we manage to send the ipi's for
957          * the bits we set.
958          *
959          * NOTE: We are not signalling ourselves, mask already does NOT
960          * include our own cpu.
961          */
962         smp_smurf_fetchset(&mask);
963
964         /*
965          * Issue the IPI.  Note that the XINVLTLB IPI runs regardless of
966          * the critical section count on the target cpus.
967          */
968         CPUMASK_ORMASK(mask, md->mi.gd_cpumask);
969         if (all_but_self_ipi_enable &&
970             (all_but_self_ipi_enable >= 2 ||
971              CPUMASK_CMPMASKEQ(smp_startup_mask, mask))) {
972                 all_but_self_ipi(XINVLTLB_OFFSET);
973         } else {
974                 CPUMASK_NANDMASK(mask, md->mi.gd_cpumask);
975                 selected_apic_ipi(mask, XINVLTLB_OFFSET, APIC_DELMODE_FIXED);
976         }
977
978         /*
979          * Wait for acknowledgement by all cpus.  smp_inval_intr() will
980          * temporarily enable interrupts to avoid deadlocking the lapic,
981          * and will also handle running cpu_invltlb() and remote invlpg
982          * command son our cpu if some other cpu requests it of us.
983          *
984          * WARNING! I originally tried to implement this as a hard loop
985          *          checking only smp_invltlb_mask (and issuing a local
986          *          cpu_invltlb() if requested), with interrupts enabled
987          *          and without calling smp_inval_intr().  This DID NOT WORK.
988          *          It resulted in weird races where smurf bits would get
989          *          cleared without any action being taken.
990          */
991         smp_inval_intr();
992         CPUMASK_ASSZERO(mask);
993         while (CPUMASK_CMPMASKNEQ(smp_invltlb_mask, mask)) {
994                 smp_inval_intr();
995                 cpu_pause();
996 #ifdef LOOPRECOVER
997                 if (tsc_frequency && rdtsc() - tsc_base > tsc_frequency) {
998                         /*
999                          * cpuid        - cpu doing the waiting
1000                          * invltlb_mask - IPI in progress
1001                          */
1002                         kprintf("smp_invltlb %d: waited too long inv=%08jx "
1003                                 "smurf=%08jx "
1004 #ifdef LOOPMASK_IN
1005                                 "in=%08jx "
1006 #endif
1007                                 "idle=%08jx/%08jx\n",
1008                                 md->mi.gd_cpuid,
1009                                 smp_invltlb_mask.ary[0],
1010                                 smp_smurf_mask.ary[0],
1011 #ifdef LOOPMASK_IN
1012                                 smp_in_mask.ary[0],
1013 #endif
1014                                 smp_idleinvl_mask.ary[0],
1015                                 smp_idleinvl_reqs.ary[0]);
1016                         mdcpu->gd_xinvaltlb = 0;
1017                         ATOMIC_CPUMASK_NANDMASK(smp_smurf_mask,
1018                                                 smp_invltlb_mask);
1019                         smp_invlpg(&smp_active_mask);
1020                         tsc_base = rdtsc();
1021                         if (++repeats > 10) {
1022                                 kprintf("smp_invltlb: giving up\n");
1023                                 CPUMASK_ASSZERO(smp_invltlb_mask);
1024                         }
1025                 }
1026 #endif
1027         }
1028         write_rflags(rflags);
1029         crit_exit_gd(&md->mi);
1030 }
1031
1032 /*
1033  * Called from a critical section with interrupts hard-disabled.
1034  * This function issues an XINVLTLB IPI and then executes any pending
1035  * command on the current cpu before returning.
1036  */
1037 void
1038 smp_invlpg(cpumask_t *cmdmask)
1039 {
1040         struct mdglobaldata *md = mdcpu;
1041         cpumask_t mask;
1042
1043         if (report_invlpg_src > 0) {
1044                 if (--report_invlpg_src <= 0)
1045                         print_backtrace(8);
1046         }
1047
1048         /*
1049          * Disallow normal interrupts, set all active cpus in the pmap,
1050          * plus our own for completion processing (it might or might not
1051          * be part of the set).
1052          */
1053         mask = smp_active_mask;
1054         CPUMASK_ANDMASK(mask, *cmdmask);
1055         CPUMASK_ORMASK(mask, md->mi.gd_cpumask);
1056
1057         /*
1058          * Avoid double-queuing IPIs, which can deadlock us.  We must disable
1059          * real interrupts when setting the smurf flags or we might race a
1060          * XINVLTLB before we manage to send the ipi's for the bits we set.
1061          *
1062          * NOTE: We might be including our own cpu in the smurf mask.
1063          */
1064         smp_smurf_fetchset(&mask);
1065
1066         /*
1067          * Issue the IPI.  Note that the XINVLTLB IPI runs regardless of
1068          * the critical section count on the target cpus.
1069          *
1070          * We do not include our own cpu when issuing the IPI.
1071          */
1072         if (all_but_self_ipi_enable &&
1073             (all_but_self_ipi_enable >= 2 ||
1074              CPUMASK_CMPMASKEQ(smp_startup_mask, mask))) {
1075                 all_but_self_ipi(XINVLTLB_OFFSET);
1076         } else {
1077                 CPUMASK_NANDMASK(mask, md->mi.gd_cpumask);
1078                 selected_apic_ipi(mask, XINVLTLB_OFFSET, APIC_DELMODE_FIXED);
1079         }
1080
1081         /*
1082          * This will synchronously wait for our command to complete,
1083          * as well as process commands from other cpus.  It also handles
1084          * reentrancy.
1085          *
1086          * (interrupts are disabled and we are in a critical section here)
1087          */
1088         smp_inval_intr();
1089 }
1090
1091 void
1092 smp_sniff(void)
1093 {
1094         globaldata_t gd = mycpu;
1095         int dummy;
1096         register_t rflags;
1097
1098         /*
1099          * Ignore all_but_self_ipi_enable here and just use it.
1100          */
1101         rflags = read_rflags();
1102         cpu_disable_intr();
1103         all_but_self_ipi(XSNIFF_OFFSET);
1104         gd->gd_sample_pc = smp_sniff;
1105         gd->gd_sample_sp = &dummy;
1106         write_rflags(rflags);
1107 }
1108
1109 void
1110 cpu_sniff(int dcpu)
1111 {
1112         globaldata_t rgd = globaldata_find(dcpu);
1113         register_t rflags;
1114         int dummy;
1115
1116         /*
1117          * Ignore all_but_self_ipi_enable here and just use it.
1118          */
1119         rflags = read_rflags();
1120         cpu_disable_intr();
1121         single_apic_ipi(dcpu, XSNIFF_OFFSET, APIC_DELMODE_FIXED);
1122         rgd->gd_sample_pc = cpu_sniff;
1123         rgd->gd_sample_sp = &dummy;
1124         write_rflags(rflags);
1125 }
1126
1127 /*
1128  * Called from Xinvltlb assembly with interrupts hard-disabled and in a
1129  * critical section.  gd_intr_nesting_level may or may not be bumped
1130  * depending on entry.
1131  *
1132  * THIS CODE IS INTENDED TO EXPLICITLY IGNORE THE CRITICAL SECTION COUNT.
1133  * THAT IS, THE INTERRUPT IS INTENDED TO FUNCTION EVEN WHEN MAINLINE CODE
1134  * IS IN A CRITICAL SECTION.
1135  */
1136 void
1137 smp_inval_intr(void)
1138 {
1139         struct mdglobaldata *md = mdcpu;
1140         cpumask_t cpumask;
1141 #ifdef LOOPRECOVER
1142         tsc_uclock_t tsc_base = rdtsc();
1143 #endif
1144
1145 #if 0
1146         /*
1147          * The idle code is in a critical section, but that doesn't stop
1148          * Xinvltlb from executing, so deal with the race which can occur
1149          * in that situation.  Otherwise r-m-w operations by pmap_inval_intr()
1150          * may have problems.
1151          */
1152         if (ATOMIC_CPUMASK_TESTANDCLR(smp_idleinvl_reqs, md->mi.gd_cpuid)) {
1153                 ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(smp_invltlb_mask, md->mi.gd_cpuid);
1154                 cpu_invltlb();
1155                 cpu_mfence();
1156         }
1157 #endif
1158
1159         /*
1160          * This is a real mess.  I'd like to just leave interrupts disabled
1161          * but it can cause the lapic to deadlock if too many interrupts queue
1162          * to it, due to the idiotic design of the lapic.  So instead we have
1163          * to enter a critical section so normal interrupts are made pending
1164          * and track whether this one was reentered.
1165          */
1166         if (md->gd_xinvaltlb) {         /* reentrant on cpu */
1167                 md->gd_xinvaltlb = 2;
1168                 return;
1169         }
1170         md->gd_xinvaltlb = 1;
1171
1172         /*
1173          * Check only those cpus with active Xinvl* commands pending.
1174          *
1175          * We are going to enable interrupts so make sure we are in a
1176          * critical section.  This is necessary to avoid deadlocking
1177          * the lapic and to ensure that we execute our commands prior to
1178          * any nominal interrupt or preemption.
1179          *
1180          * WARNING! It is very important that we only clear out but in
1181          *          smp_smurf_mask once for each interrupt we take.  In
1182          *          this case, we clear it on initial entry and only loop
1183          *          on the reentrancy detect (caused by another interrupt).
1184          */
1185         cpumask = smp_invmask;
1186 #ifdef LOOPMASK_IN
1187         ATOMIC_CPUMASK_ORBIT(smp_in_mask, md->mi.gd_cpuid);
1188 #endif
1189 loop:
1190         cpu_enable_intr();
1191         ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(smp_smurf_mask, md->mi.gd_cpuid);
1192
1193         /*
1194          * Specific page request(s), and we can't return until all bits
1195          * are zero.
1196          */
1197         for (;;) {
1198                 int toolong;
1199
1200                 /*
1201                  * Also execute any pending full invalidation request in
1202                  * this loop.
1203                  */
1204                 if (CPUMASK_TESTBIT(smp_invltlb_mask, md->mi.gd_cpuid)) {
1205                         ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(smp_invltlb_mask,
1206                                                md->mi.gd_cpuid);
1207                         cpu_invltlb();
1208                         cpu_mfence();
1209                 }
1210
1211 #ifdef LOOPRECOVER
1212                 if (tsc_frequency && rdtsc() - tsc_base > tsc_frequency) {
1213                         /*
1214                          * cpuid        - cpu doing the waiting
1215                          * invmask      - IPI in progress
1216                          * invltlb_mask - which ones are TLB invalidations?
1217                          */
1218                         kprintf("smp_inval_intr %d inv=%08jx tlbm=%08jx "
1219                                 "smurf=%08jx "
1220 #ifdef LOOPMASK_IN
1221                                 "in=%08jx "
1222 #endif
1223                                 "idle=%08jx/%08jx\n",
1224                                 md->mi.gd_cpuid,
1225                                 smp_invmask.ary[0],
1226                                 smp_invltlb_mask.ary[0],
1227                                 smp_smurf_mask.ary[0],
1228 #ifdef LOOPMASK_IN
1229                                 smp_in_mask.ary[0],
1230 #endif
1231                                 smp_idleinvl_mask.ary[0],
1232                                 smp_idleinvl_reqs.ary[0]);
1233                         tsc_base = rdtsc();
1234                         toolong = 1;
1235                 } else {
1236                         toolong = 0;
1237                 }
1238 #else
1239                 toolong = 0;
1240 #endif
1241
1242                 /*
1243                  * We can only add bits to the cpumask to test during the
1244                  * loop because the smp_invmask bit is cleared once the
1245                  * originator completes the command (the targets may still
1246                  * be cycling their own completions in this loop, afterwords).
1247                  *
1248                  * lfence required prior to all tests as this Xinvltlb
1249                  * interrupt could race the originator (already be in progress
1250                  * wnen the originator decides to issue, due to an issue by
1251                  * another cpu).
1252                  */
1253                 cpu_lfence();
1254                 CPUMASK_ORMASK(cpumask, smp_invmask);
1255                 /*cpumask = smp_active_mask;*/  /* XXX */
1256                 cpu_lfence();
1257
1258                 if (pmap_inval_intr(&cpumask, toolong) == 0) {
1259                         /*
1260                          * Clear our smurf mask to allow new IPIs, but deal
1261                          * with potential races.
1262                          */
1263                         break;
1264                 }
1265
1266                 /*
1267                  * Test if someone sent us another invalidation IPI, break
1268                  * out so we can take it to avoid deadlocking the lapic
1269                  * interrupt queue (? stupid intel, amd).
1270                  */
1271                 if (md->gd_xinvaltlb == 2)
1272                         break;
1273                 /*
1274                 if (CPUMASK_TESTBIT(smp_smurf_mask, md->mi.gd_cpuid))
1275                         break;
1276                 */
1277         }
1278
1279         /*
1280          * Full invalidation request
1281          */
1282         if (CPUMASK_TESTBIT(smp_invltlb_mask, md->mi.gd_cpuid)) {
1283                 ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(smp_invltlb_mask,
1284                                        md->mi.gd_cpuid);
1285                 cpu_invltlb();
1286                 cpu_mfence();
1287         }
1288
1289         /*
1290          * Check to see if another Xinvltlb interrupt occurred and loop up
1291          * if it did.
1292          */
1293         cpu_disable_intr();
1294         if (md->gd_xinvaltlb == 2) {
1295                 md->gd_xinvaltlb = 1;
1296                 goto loop;
1297         }
1298 #ifdef LOOPMASK_IN
1299         ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(smp_in_mask, md->mi.gd_cpuid);
1300 #endif
1301         md->gd_xinvaltlb = 0;
1302 }
1303
1304 void
1305 cpu_wbinvd_on_all_cpus_callback(void *arg)
1306 {
1307         wbinvd();
1308 }
1309
1310 /*
1311  * When called the executing CPU will send an IPI to all other CPUs
1312  * requesting that they halt execution.
1313  *
1314  * Usually (but not necessarily) called with 'other_cpus' as its arg.
1315  *
1316  *  - Signals all CPUs in map to stop.
1317  *  - Waits for each to stop.
1318  *
1319  * Returns:
1320  *  -1: error
1321  *   0: NA
1322  *   1: ok
1323  *
1324  * XXX FIXME: this is not MP-safe, needs a lock to prevent multiple CPUs
1325  *            from executing at same time.
1326  */
1327 int
1328 stop_cpus(cpumask_t map)
1329 {
1330         cpumask_t mask;
1331
1332         CPUMASK_ANDMASK(map, smp_active_mask);
1333
1334         /* send the Xcpustop IPI to all CPUs in map */
1335         selected_apic_ipi(map, XCPUSTOP_OFFSET, APIC_DELMODE_FIXED);
1336
1337         do {
1338                 mask = stopped_cpus;
1339                 CPUMASK_ANDMASK(mask, map);
1340                 /* spin */
1341         } while (CPUMASK_CMPMASKNEQ(mask, map));
1342
1343         return 1;
1344 }
1345
1346
1347 /*
1348  * Called by a CPU to restart stopped CPUs. 
1349  *
1350  * Usually (but not necessarily) called with 'stopped_cpus' as its arg.
1351  *
1352  *  - Signals all CPUs in map to restart.
1353  *  - Waits for each to restart.
1354  *
1355  * Returns:
1356  *  -1: error
1357  *   0: NA
1358  *   1: ok
1359  */
1360 int
1361 restart_cpus(cpumask_t map)
1362 {
1363         cpumask_t mask;
1364
1365         /* signal other cpus to restart */
1366         mask = map;
1367         CPUMASK_ANDMASK(mask, smp_active_mask);
1368         cpu_ccfence();
1369         started_cpus = mask;
1370         cpu_ccfence();
1371
1372         /* wait for each to clear its bit */
1373         while (CPUMASK_CMPMASKNEQ(stopped_cpus, map))
1374                 cpu_pause();
1375
1376         return 1;
1377 }
1378
1379 /*
1380  * This is called once the mpboot code has gotten us properly relocated
1381  * and the MMU turned on, etc.   ap_init() is actually the idle thread,
1382  * and when it returns the scheduler will call the real cpu_idle() main
1383  * loop for the idlethread.  Interrupts are disabled on entry and should
1384  * remain disabled at return.
1385  */
1386 void
1387 ap_init(void)
1388 {
1389         int     cpu_id;
1390
1391         /*
1392          * Adjust smp_startup_mask to signal the BSP that we have started
1393          * up successfully.  Note that we do not yet hold the BGL.  The BSP
1394          * is waiting for our signal.
1395          *
1396          * We can't set our bit in smp_active_mask yet because we are holding
1397          * interrupts physically disabled and remote cpus could deadlock
1398          * trying to send us an IPI.
1399          */
1400         ATOMIC_CPUMASK_ORBIT(smp_startup_mask, mycpu->gd_cpuid);
1401         cpu_mfence();
1402
1403         /*
1404          * Interlock for LAPIC initialization.  Wait until mp_finish_lapic is
1405          * non-zero, then get the MP lock.
1406          *
1407          * Note: We are in a critical section.
1408          *
1409          * Note: we are the idle thread, we can only spin.
1410          *
1411          * Note: The load fence is memory volatile and prevents the compiler
1412          * from improperly caching mp_finish_lapic, and the cpu from improperly
1413          * caching it.
1414          */
1415         while (mp_finish_lapic == 0) {
1416                 cpu_pause();
1417                 cpu_lfence();
1418         }
1419 #if 0
1420         while (try_mplock() == 0) {
1421                 cpu_pause();
1422                 cpu_lfence();
1423         }
1424 #endif
1425
1426         if (cpu_feature & CPUID_TSC) {
1427                 /*
1428                  * The BSP is constantly updating tsc0_offset, figure out
1429                  * the relative difference to synchronize ktrdump.
1430                  */
1431                 tsc_offsets[mycpu->gd_cpuid] = rdtsc() - tsc0_offset;
1432         }
1433
1434         /* BSP may have changed PTD while we're waiting for the lock */
1435         cpu_invltlb();
1436
1437         /* Build our map of 'other' CPUs. */
1438         mycpu->gd_other_cpus = smp_startup_mask;
1439         ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(mycpu->gd_other_cpus, mycpu->gd_cpuid);
1440
1441         /* A quick check from sanity claus */
1442         cpu_id = APICID_TO_CPUID(LAPIC_READID);
1443         if (mycpu->gd_cpuid != cpu_id) {
1444                 kprintf("SMP: assigned cpuid = %d\n", mycpu->gd_cpuid);
1445                 kprintf("SMP: actual cpuid = %d lapicid %d\n",
1446                         cpu_id, LAPIC_READID);
1447 #if 0 /* JGXXX */
1448                 kprintf("PTD[MPPTDI] = %p\n", (void *)PTD[MPPTDI]);
1449 #endif
1450                 panic("cpuid mismatch! boom!!");
1451         }
1452
1453         /* Initialize AP's local APIC for irq's */
1454         lapic_init(FALSE);
1455
1456         /* LAPIC initialization is done */
1457         ATOMIC_CPUMASK_ORBIT(smp_lapic_mask, mycpu->gd_cpuid);
1458         cpu_mfence();
1459
1460 #if 0
1461         /* Let BSP move onto the next initialization stage */
1462         rel_mplock();
1463 #endif
1464
1465         /*
1466          * Interlock for finalization.  Wait until mp_finish is non-zero,
1467          * then get the MP lock.
1468          *
1469          * Note: We are in a critical section.
1470          *
1471          * Note: we are the idle thread, we can only spin.
1472          *
1473          * Note: The load fence is memory volatile and prevents the compiler
1474          * from improperly caching mp_finish, and the cpu from improperly
1475          * caching it.
1476          */
1477         while (mp_finish == 0) {
1478                 cpu_pause();
1479                 cpu_lfence();
1480         }
1481
1482         /* BSP may have changed PTD while we're waiting for the lock */
1483         cpu_invltlb();
1484
1485         /* Set memory range attributes for this CPU to match the BSP */
1486         mem_range_AP_init();
1487
1488         /*
1489          * Once we go active we must process any IPIQ messages that may
1490          * have been queued, because no actual IPI will occur until we
1491          * set our bit in the smp_active_mask.  If we don't the IPI
1492          * message interlock could be left set which would also prevent
1493          * further IPIs.
1494          *
1495          * The idle loop doesn't expect the BGL to be held and while
1496          * lwkt_switch() normally cleans things up this is a special case
1497          * because we returning almost directly into the idle loop.
1498          *
1499          * The idle thread is never placed on the runq, make sure
1500          * nothing we've done put it there.
1501          */
1502
1503         /*
1504          * Hold a critical section and allow real interrupts to occur.  Zero
1505          * any spurious interrupts which have accumulated, then set our
1506          * smp_active_mask indicating that we are fully operational.
1507          */
1508         crit_enter();
1509         __asm __volatile("sti; pause; pause"::);
1510         bzero(mdcpu->gd_ipending, sizeof(mdcpu->gd_ipending));
1511         ATOMIC_CPUMASK_ORBIT(smp_active_mask, mycpu->gd_cpuid);
1512
1513         /*
1514          * Wait until all cpus have set their smp_active_mask and have fully
1515          * operational interrupts before proceeding.
1516          *
1517          * We need a final cpu_invltlb() because we would not have received
1518          * any until we set our bit in smp_active_mask.
1519          */
1520         while (mp_finish == 1) {
1521                 cpu_pause();
1522                 cpu_lfence();
1523         }
1524         cpu_invltlb();
1525
1526         /*
1527          * Initialize per-cpu clocks and do other per-cpu initialization.
1528          * At this point code is expected to be able to use the full kernel
1529          * API.
1530          */
1531         initclocks_pcpu();      /* clock interrupts (via IPIs) */
1532
1533         /*
1534          * Since we may have cleaned up the interrupt triggers, manually
1535          * process any pending IPIs before exiting our critical section.
1536          * Once the critical section has exited, normal interrupt processing
1537          * may occur.
1538          */
1539         atomic_swap_int(&mycpu->gd_npoll, 0);
1540         lwkt_process_ipiq();
1541         crit_exit();
1542
1543         /*
1544          * Final final, allow the waiting BSP to resume the boot process,
1545          * return 'into' the idle thread bootstrap.
1546          */
1547         ATOMIC_CPUMASK_ORBIT(smp_finalize_mask, mycpu->gd_cpuid);
1548         KKASSERT((curthread->td_flags & TDF_RUNQ) == 0);
1549 }
1550
1551 /*
1552  * Get SMP fully working before we start initializing devices.
1553  */
1554 static
1555 void
1556 ap_finish(void)
1557 {
1558         if (bootverbose)
1559                 kprintf("Finish MP startup\n");
1560         rel_mplock();
1561
1562         /*
1563          * Wait for the active mask to complete, after which all cpus will
1564          * be accepting interrupts.
1565          */
1566         mp_finish = 1;
1567         while (CPUMASK_CMPMASKNEQ(smp_active_mask, smp_startup_mask)) {
1568                 cpu_pause();
1569                 cpu_lfence();
1570         }
1571
1572         /*
1573          * Wait for the finalization mask to complete, after which all cpus
1574          * have completely finished initializing and are entering or are in
1575          * their idle thread.
1576          *
1577          * BSP should have received all required invltlbs but do another
1578          * one just in case.
1579          */
1580         cpu_invltlb();
1581         mp_finish = 2;
1582         while (CPUMASK_CMPMASKNEQ(smp_finalize_mask, smp_startup_mask)) {
1583                 cpu_pause();
1584                 cpu_lfence();
1585         }
1586
1587         while (try_mplock() == 0) {
1588                 cpu_pause();
1589                 cpu_lfence();
1590         }
1591
1592         if (bootverbose) {
1593                 kprintf("Active CPU Mask: %016jx\n",
1594                         (uintmax_t)CPUMASK_LOWMASK(smp_active_mask));
1595         }
1596 }
1597
1598 SYSINIT(finishsmp, SI_BOOT2_FINISH_SMP, SI_ORDER_FIRST, ap_finish, NULL);
1599
1600 /*
1601  * Interrupts must be hard-disabled by caller
1602  */
1603 void
1604 cpu_send_ipiq(int dcpu)
1605 {
1606         if (CPUMASK_TESTBIT(smp_active_mask, dcpu))
1607                 single_apic_ipi(dcpu, XIPIQ_OFFSET, APIC_DELMODE_FIXED);
1608 }
1609
1610 #if 0   /* single_apic_ipi_passive() not working yet */
1611 /*
1612  * Returns 0 on failure, 1 on success
1613  */
1614 int
1615 cpu_send_ipiq_passive(int dcpu)
1616 {
1617         int r = 0;
1618         if (CPUMASK_TESTBIT(smp_active_mask, dcpu)) {
1619                 r = single_apic_ipi_passive(dcpu, XIPIQ_OFFSET,
1620                                         APIC_DELMODE_FIXED);
1621         }
1622         return(r);
1623 }
1624 #endif
1625
1626 static void
1627 mp_bsp_simple_setup(void)
1628 {
1629         struct mdglobaldata *gd;
1630         size_t ipiq_size;
1631
1632         /* build our map of 'other' CPUs */
1633         mycpu->gd_other_cpus = smp_startup_mask;
1634         CPUMASK_NANDBIT(mycpu->gd_other_cpus, mycpu->gd_cpuid);
1635
1636         gd = (struct mdglobaldata *)mycpu;
1637         gd->gd_acpi_id = CPUID_TO_ACPIID(mycpu->gd_cpuid);
1638
1639         ipiq_size = sizeof(struct lwkt_ipiq) * ncpus;
1640         mycpu->gd_ipiq = (void *)kmem_alloc(&kernel_map, ipiq_size,
1641                                             VM_SUBSYS_IPIQ);
1642         bzero(mycpu->gd_ipiq, ipiq_size);
1643
1644         /* initialize arc4random. */
1645         arc4_init_pcpu(0);
1646
1647         pmap_set_opt();
1648
1649         if (cpu_feature & CPUID_TSC)
1650                 tsc0_offset = rdtsc();
1651 }
1652
1653
1654 /*
1655  * CPU TOPOLOGY DETECTION FUNCTIONS
1656  */
1657
1658 /* Detect intel topology using CPUID 
1659  * Ref: http://www.intel.com/Assets/PDF/appnote/241618.pdf, pg 41
1660  */
1661 static void
1662 detect_intel_topology(int count_htt_cores)
1663 {
1664         int shift = 0;
1665         int ecx_index = 0;
1666         int core_plus_logical_bits = 0;
1667         int cores_per_package;
1668         int logical_per_package;
1669         int logical_per_core;
1670         unsigned int p[4];
1671
1672         if (cpu_high >= 0xb) {
1673                 goto FUNC_B;
1674
1675         } else if (cpu_high >= 0x4) {
1676                 goto FUNC_4;
1677
1678         } else {
1679                 core_bits = 0;
1680                 for (shift = 0; (1 << shift) < count_htt_cores; ++shift)
1681                         ;
1682                 logical_CPU_bits = 1 << shift;
1683                 return;
1684         }
1685
1686 FUNC_B:
1687         cpuid_count(0xb, FUNC_B_THREAD_LEVEL, p);
1688
1689         /* if 0xb not supported - fallback to 0x4 */
1690         if (p[1] == 0 || (FUNC_B_TYPE(p[2]) != FUNC_B_THREAD_TYPE)) {
1691                 goto FUNC_4;
1692         }
1693
1694         logical_CPU_bits = FUNC_B_BITS_SHIFT_NEXT_LEVEL(p[0]);
1695
1696         ecx_index = FUNC_B_THREAD_LEVEL + 1;
1697         do {
1698                 cpuid_count(0xb, ecx_index, p);
1699
1700                 /* Check for the Core type in the implemented sub leaves. */
1701                 if (FUNC_B_TYPE(p[2]) == FUNC_B_CORE_TYPE) {
1702                         core_plus_logical_bits = FUNC_B_BITS_SHIFT_NEXT_LEVEL(p[0]);
1703                         break;
1704                 }
1705
1706                 ecx_index++;
1707
1708         } while (FUNC_B_TYPE(p[2]) != FUNC_B_INVALID_TYPE);
1709
1710         core_bits = core_plus_logical_bits - logical_CPU_bits;
1711
1712         return;
1713
1714 FUNC_4:
1715         cpuid_count(0x4, 0, p);
1716         cores_per_package = FUNC_4_MAX_CORE_NO(p[0]) + 1;
1717
1718         logical_per_package = count_htt_cores;
1719         logical_per_core = logical_per_package / cores_per_package;
1720         
1721         for (shift = 0; (1 << shift) < logical_per_core; ++shift)
1722                 ;
1723         logical_CPU_bits = shift;
1724
1725         for (shift = 0; (1 << shift) < cores_per_package; ++shift)
1726                 ;
1727         core_bits = shift;
1728
1729         return;
1730 }
1731
1732 /* Detect AMD topology using CPUID
1733  * Ref: http://support.amd.com/us/Embedded_TechDocs/25481.pdf, last page
1734  */
1735 static void
1736 detect_amd_topology(int count_htt_cores)
1737 {
1738         int shift = 0;
1739         if ((cpu_feature & CPUID_HTT) && (amd_feature2 & AMDID2_CMP)) {
1740                 if (cpu_procinfo2 & AMDID_COREID_SIZE) {
1741                         core_bits = (cpu_procinfo2 & AMDID_COREID_SIZE) >>
1742                                     AMDID_COREID_SIZE_SHIFT;
1743                 } else {
1744                         core_bits = (cpu_procinfo2 & AMDID_CMP_CORES) + 1;
1745                         for (shift = 0; (1 << shift) < core_bits; ++shift)
1746                                 ;
1747                         core_bits = shift;
1748                 }
1749                 logical_CPU_bits = count_htt_cores >> core_bits;
1750                 for (shift = 0; (1 << shift) < logical_CPU_bits; ++shift)
1751                         ;
1752                 logical_CPU_bits = shift;
1753
1754                 kprintf("core_bits %d logical_CPU_bits %d\n",
1755                         core_bits - logical_CPU_bits, logical_CPU_bits);
1756
1757                 if (amd_feature2 & AMDID2_TOPOEXT) {
1758                         u_int p[4];     /* eax,ebx,ecx,edx */
1759                         int nodes;
1760
1761                         cpuid_count(0x8000001e, 0, p);
1762
1763                         switch(((p[1] >> 8) & 3) + 1) {
1764                         case 1:
1765                                 logical_CPU_bits = 0;
1766                                 break;
1767                         case 2:
1768                                 logical_CPU_bits = 1;
1769                                 break;
1770                         case 3:
1771                         case 4:
1772                                 logical_CPU_bits = 2;
1773                                 break;
1774                         }
1775
1776                         /*
1777                          * Nodes are kind of a stand-in for packages*sockets,
1778                          * but can be thought of in terms of Numa domains.
1779                          */
1780                         nodes = ((p[2] >> 8) & 7) + 1;
1781                         switch(nodes) {
1782                         case 8:
1783                         case 7:
1784                         case 6:
1785                         case 5:
1786                                 --core_bits;
1787                                 /* fallthrough */
1788                         case 4:
1789                         case 3:
1790                                 --core_bits;
1791                                 /* fallthrough */
1792                         case 2:
1793                                 --core_bits;
1794                                 /* fallthrough */
1795                         case 1:
1796                                 break;
1797                         }
1798                         core_bits -= logical_CPU_bits;
1799                         kprintf("%d-way htt, %d Nodes, %d cores/node\n",
1800                                 (int)(((p[1] >> 8) & 3) + 1),
1801                                 nodes,
1802                                 1 << core_bits);
1803
1804                 }
1805 #if 0
1806                 if (amd_feature2 & AMDID2_TOPOEXT) {
1807                         u_int p[4];
1808                         int i;
1809                         int type;
1810                         int level;
1811                         int share_count;
1812
1813                         logical_CPU_bits = 0;
1814                         core_bits = 0;
1815
1816                         for (i = 0; i < 256; ++i)  {
1817                                 cpuid_count(0x8000001d, i, p);
1818                                 type = p[0] & 0x1f;
1819                                 level = (p[0] >> 5) & 0x7;
1820                                 share_count = 1 + ((p[0] >> 14) & 0xfff);
1821
1822                                 if (type == 0)
1823                                         break;
1824                                 kprintf("Topology probe i=%2d type=%d "
1825                                         "level=%d share_count=%d\n",
1826                                         i, type, level, share_count);
1827                                 shift = 0;
1828                                 while ((1 << shift) < share_count)
1829                                         ++shift;
1830
1831                                 switch(type) {
1832                                 case 1:
1833                                         /*
1834                                          * CPUID_TYPE_SMT
1835                                          *
1836                                          * Logical CPU (SMT)
1837                                          */
1838                                         logical_CPU_bits = shift;
1839                                         break;
1840                                 case 2:
1841                                         /*
1842                                          * CPUID_TYPE_CORE
1843                                          *
1844                                          * Physical subdivision of a package
1845                                          */
1846                                         core_bits = logical_CPU_bits +
1847                                                     shift;
1848                                         break;
1849                                 case 3:
1850                                         /*
1851                                          * CPUID_TYPE_CACHE
1852                                          *
1853                                          * CPU L1/L2/L3 cache
1854                                          */
1855                                         break;
1856                                 case 4:
1857                                         /*
1858                                          * CPUID_TYPE_PKG
1859                                          *
1860                                          * Package aka chip, equivalent to
1861                                          * socket
1862                                          */
1863                                         break;
1864                                 }
1865                         }
1866                 }
1867 #endif
1868         } else {
1869                 for (shift = 0; (1 << shift) < count_htt_cores; ++shift)
1870                         ;
1871                 core_bits = shift;
1872                 logical_CPU_bits = 0;
1873         }
1874 }
1875
1876 static void
1877 amd_get_compute_unit_id(void *arg)
1878 {
1879         u_int regs[4];
1880
1881         do_cpuid(0x8000001e, regs);
1882         cpu_node_t * mynode = get_cpu_node_by_cpuid(mycpuid);
1883
1884         /* 
1885          * AMD - CPUID Specification September 2010
1886          * page 34 - //ComputeUnitID = ebx[0:7]//
1887          */
1888         mynode->compute_unit_id = regs[1] & 0xff;
1889 }
1890
1891 int
1892 fix_amd_topology(void)
1893 {
1894         cpumask_t mask;
1895
1896         if (cpu_vendor_id != CPU_VENDOR_AMD)
1897                 return -1;
1898         if ((amd_feature2 & AMDID2_TOPOEXT) == 0)
1899                 return -1;
1900
1901         CPUMASK_ASSALLONES(mask);
1902         lwkt_cpusync_simple(mask, amd_get_compute_unit_id, NULL);
1903
1904         kprintf("Compute unit iDS:\n");
1905         int i;
1906         for (i = 0; i < ncpus; i++) {
1907                 kprintf("%d-%d; \n",
1908                         i, get_cpu_node_by_cpuid(i)->compute_unit_id);
1909         }
1910         return 0;
1911 }
1912
1913 /*
1914  * Calculate
1915  * - logical_CPU_bits
1916  * - core_bits
1917  * With the values above (for AMD or INTEL) we are able to generally
1918  * detect the CPU topology (number of cores for each level):
1919  * Ref: http://wiki.osdev.org/Detecting_CPU_Topology_(80x86)
1920  * Ref: http://www.multicoreinfo.com/research/papers/whitepapers/Intel-detect-topology.pdf
1921  */
1922 void
1923 detect_cpu_topology(void)
1924 {
1925         static int topology_detected = 0;
1926         int count = 0;
1927         
1928         if (topology_detected)
1929                 goto OUT;
1930         if ((cpu_feature & CPUID_HTT) == 0) {
1931                 core_bits = 0;
1932                 logical_CPU_bits = 0;
1933                 goto OUT;
1934         }
1935         count = (cpu_procinfo & CPUID_HTT_CORES) >> CPUID_HTT_CORE_SHIFT;
1936
1937         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL)
1938                 detect_intel_topology(count);   
1939         else if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_AMD)
1940                 detect_amd_topology(count);
1941         topology_detected = 1;
1942
1943 OUT:
1944         if (bootverbose) {
1945                 kprintf("Bits within APICID: logical_CPU_bits: %d; "
1946                         "core_bits: %d\n",
1947                         logical_CPU_bits, core_bits);
1948         }
1949 }
1950
1951 /*
1952  * Interface functions to calculate chip_ID,
1953  * core_number and logical_number
1954  * Ref: http://wiki.osdev.org/Detecting_CPU_Topology_(80x86)
1955  */
1956 int
1957 get_chip_ID(int cpuid)
1958 {
1959         return get_apicid_from_cpuid(cpuid) >>
1960             (logical_CPU_bits + core_bits);
1961 }
1962
1963 int
1964 get_chip_ID_from_APICID(int apicid)
1965 {
1966         return apicid >> (logical_CPU_bits + core_bits);
1967 }
1968
1969 int
1970 get_core_number_within_chip(int cpuid)
1971 {
1972         return ((get_apicid_from_cpuid(cpuid) >> logical_CPU_bits) &
1973                 ((1 << core_bits) - 1));
1974 }
1975
1976 int
1977 get_logical_CPU_number_within_core(int cpuid)
1978 {
1979         return (get_apicid_from_cpuid(cpuid) &
1980                 ((1 << logical_CPU_bits) - 1));
1981 }