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         malloc_reinit_ncpus();
539
540         gd = (struct mdglobaldata *)mycpu;
541         gd->gd_acpi_id = CPUID_TO_ACPIID(mycpu->gd_cpuid);
542
543         ipiq_size = sizeof(struct lwkt_ipiq) * ncpus;
544         mycpu->gd_ipiq = (void *)kmem_alloc3(&kernel_map, ipiq_size,
545                                              VM_SUBSYS_IPIQ, KM_CPU(0));
546         bzero(mycpu->gd_ipiq, ipiq_size);
547
548         /* initialize arc4random. */
549         arc4_init_pcpu(0);
550
551         /* restore the warmstart vector */
552         *(u_long *) WARMBOOT_OFF = mpbioswarmvec;
553         outb(CMOS_REG, BIOS_RESET);
554         outb(CMOS_DATA, mpbiosreason);
555
556         /*
557          * NOTE!  The idlestack for the BSP was setup by locore.  Finish
558          * up, clean out the P==V mapping we did earlier.
559          */
560         pmap_set_opt();
561
562         /*
563          * Wait all APs to finish initializing LAPIC
564          */
565         if (bootverbose)
566                 kprintf("SMP: Waiting APs LAPIC initialization\n");
567         if (cpu_feature & CPUID_TSC)
568                 tsc0_offset = rdtsc();
569         tsc_offsets[0] = 0;
570         mp_finish_lapic = 1;
571         rel_mplock();
572
573         while (CPUMASK_CMPMASKNEQ(smp_lapic_mask, smp_startup_mask)) {
574                 cpu_pause();
575                 cpu_lfence();
576                 if (cpu_feature & CPUID_TSC)
577                         tsc0_offset = rdtsc();
578         }
579         while (try_mplock() == 0) {
580                 cpu_pause();
581                 cpu_lfence();
582         }
583
584         /* number of APs actually started */
585         return ncpus - 1;
586 }
587
588
589 /*
590  * load the 1st level AP boot code into base memory.
591  */
592
593 /* targets for relocation */
594 extern void bigJump(void);
595 extern void bootCodeSeg(void);
596 extern void bootDataSeg(void);
597 extern void MPentry(void);
598 extern u_int MP_GDT;
599 extern u_int mp_gdtbase;
600
601 #if 0
602
603 static void
604 install_ap_tramp(u_int boot_addr)
605 {
606         int     x;
607         int     size = *(int *) ((u_long) & bootMP_size);
608         u_char *src = (u_char *) ((u_long) bootMP);
609         u_char *dst = (u_char *) boot_addr + KERNBASE;
610         u_int   boot_base = (u_int) bootMP;
611         u_int8_t *dst8;
612         u_int16_t *dst16;
613         u_int32_t *dst32;
614
615         POSTCODE(INSTALL_AP_TRAMP_POST);
616
617         for (x = 0; x < size; ++x)
618                 *dst++ = *src++;
619
620         /*
621          * modify addresses in code we just moved to basemem. unfortunately we
622          * need fairly detailed info about mpboot.s for this to work.  changes
623          * to mpboot.s might require changes here.
624          */
625
626         /* boot code is located in KERNEL space */
627         dst = (u_char *) boot_addr + KERNBASE;
628
629         /* modify the lgdt arg */
630         dst32 = (u_int32_t *) (dst + ((u_int) & mp_gdtbase - boot_base));
631         *dst32 = boot_addr + ((u_int) & MP_GDT - boot_base);
632
633         /* modify the ljmp target for MPentry() */
634         dst32 = (u_int32_t *) (dst + ((u_int) bigJump - boot_base) + 1);
635         *dst32 = ((u_int) MPentry - KERNBASE);
636
637         /* modify the target for boot code segment */
638         dst16 = (u_int16_t *) (dst + ((u_int) bootCodeSeg - boot_base));
639         dst8 = (u_int8_t *) (dst16 + 1);
640         *dst16 = (u_int) boot_addr & 0xffff;
641         *dst8 = ((u_int) boot_addr >> 16) & 0xff;
642
643         /* modify the target for boot data segment */
644         dst16 = (u_int16_t *) (dst + ((u_int) bootDataSeg - boot_base));
645         dst8 = (u_int8_t *) (dst16 + 1);
646         *dst16 = (u_int) boot_addr & 0xffff;
647         *dst8 = ((u_int) boot_addr >> 16) & 0xff;
648 }
649
650 #endif
651
652 /*
653  * This function starts the AP (application processor) identified
654  * by the APIC ID 'physicalCpu'.  It does quite a "song and dance"
655  * to accomplish this.  This is necessary because of the nuances
656  * of the different hardware we might encounter.  It ain't pretty,
657  * but it seems to work.
658  *
659  * NOTE: eventually an AP gets to ap_init(), which is called just 
660  * before the AP goes into the LWKT scheduler's idle loop.
661  */
662 static int
663 start_ap(struct mdglobaldata *gd, u_int boot_addr, int smibest)
664 {
665         int     physical_cpu;
666         int     vector;
667
668         POSTCODE(START_AP_POST);
669
670         /* get the PHYSICAL APIC ID# */
671         physical_cpu = CPUID_TO_APICID(gd->mi.gd_cpuid);
672
673         /* calculate the vector */
674         vector = (boot_addr >> 12) & 0xff;
675
676         /* We don't want anything interfering */
677         cpu_disable_intr();
678
679         /* Make sure the target cpu sees everything */
680         wbinvd();
681
682         /*
683          * Try to detect when a SMI has occurred, wait up to 200ms.
684          *
685          * If a SMI occurs during an AP reset but before we issue
686          * the STARTUP command, the AP may brick.  To work around
687          * this problem we hold off doing the AP startup until
688          * after we have detected the SMI.  Hopefully another SMI
689          * will not occur before we finish the AP startup.
690          *
691          * Retries don't seem to help.  SMIs have a window of opportunity
692          * and if USB->legacy keyboard emulation is enabled in the BIOS
693          * the interrupt rate can be quite high.
694          *
695          * NOTE: Don't worry about the L1 cache load, it might bloat
696          *       ldelta a little but ndelta will be so huge when the SMI
697          *       occurs the detection logic will still work fine.
698          */
699         if (smibest) {
700                 set_apic_timer(200000);
701                 smitest();
702         }
703
704         /*
705          * first we do an INIT/RESET IPI this INIT IPI might be run, reseting
706          * and running the target CPU. OR this INIT IPI might be latched (P5
707          * bug), CPU waiting for STARTUP IPI. OR this INIT IPI might be
708          * ignored.
709          *
710          * see apic/apicreg.h for icr bit definitions.
711          *
712          * TIME CRITICAL CODE, DO NOT DO ANY KPRINTFS IN THE HOT PATH.
713          */
714
715         /*
716          * Do an INIT IPI: assert RESET
717          *
718          * Use edge triggered mode to assert INIT
719          */
720         lapic_seticr_sync(physical_cpu,
721             APIC_DESTMODE_PHY |
722             APIC_DEST_DESTFLD |
723             APIC_TRIGMOD_EDGE |
724             APIC_LEVEL_ASSERT |
725             APIC_DELMODE_INIT);
726
727         /*
728          * The spec calls for a 10ms delay but we may have to use a
729          * MUCH lower delay to avoid bricking an AP due to a fast SMI
730          * interrupt.  We have other loops here too and dividing by 2
731          * doesn't seem to be enough even after subtracting 350us,
732          * so we divide by 4.
733          *
734          * Our minimum delay is 150uS, maximum is 10ms.  If no SMI
735          * interrupt was detected we use the full 10ms.
736          */
737         if (smibest == 0)
738                 u_sleep(10000);
739         else if (smibest < 150 * 4 + 350)
740                 u_sleep(150);
741         else if ((smibest - 350) / 4 < 10000)
742                 u_sleep((smibest - 350) / 4);
743         else
744                 u_sleep(10000);
745
746         /*
747          * Do an INIT IPI: deassert RESET
748          *
749          * Use level triggered mode to deassert.  It is unclear
750          * why we need to do this.
751          */
752         lapic_seticr_sync(physical_cpu,
753             APIC_DESTMODE_PHY |
754             APIC_DEST_DESTFLD |
755             APIC_TRIGMOD_LEVEL |
756             APIC_LEVEL_DEASSERT |
757             APIC_DELMODE_INIT);
758         u_sleep(150);                           /* wait 150us */
759
760         /*
761          * Next we do a STARTUP IPI: the previous INIT IPI might still be
762          * latched, (P5 bug) this 1st STARTUP would then terminate
763          * immediately, and the previously started INIT IPI would continue. OR
764          * the previous INIT IPI has already run. and this STARTUP IPI will
765          * run. OR the previous INIT IPI was ignored. and this STARTUP IPI
766          * will run.
767          *
768          * XXX set APIC_LEVEL_ASSERT
769          */
770         lapic_seticr_sync(physical_cpu,
771             APIC_DESTMODE_PHY |
772             APIC_DEST_DESTFLD |
773             APIC_DELMODE_STARTUP |
774             vector);
775         u_sleep(200);           /* wait ~200uS */
776
777         /*
778          * Finally we do a 2nd STARTUP IPI: this 2nd STARTUP IPI should run IF
779          * the previous STARTUP IPI was cancelled by a latched INIT IPI. OR
780          * this STARTUP IPI will be ignored, as only ONE STARTUP IPI is
781          * recognized after hardware RESET or INIT IPI.
782          *
783          * XXX set APIC_LEVEL_ASSERT
784          */
785         lapic_seticr_sync(physical_cpu,
786             APIC_DESTMODE_PHY |
787             APIC_DEST_DESTFLD |
788             APIC_DELMODE_STARTUP |
789             vector);
790
791         /* Resume normal operation */
792         cpu_enable_intr();
793
794         /* wait for it to start, see ap_init() */
795         set_apic_timer(5000000);/* == 5 seconds */
796         while (read_apic_timer()) {
797                 if (CPUMASK_TESTBIT(smp_startup_mask, gd->mi.gd_cpuid))
798                         return 1;       /* return SUCCESS */
799         }
800
801         return 0;               /* return FAILURE */
802 }
803
804 static
805 int
806 smitest(void)
807 {
808         int64_t ltsc;
809         int64_t ntsc;
810         int64_t ldelta;
811         int64_t ndelta;
812         int count;
813
814         ldelta = 0;
815         ndelta = 0;
816         while (read_apic_timer()) {
817                 ltsc = rdtsc();
818                 for (count = 0; count < 100; ++count)
819                         ntsc = rdtsc(); /* force loop to occur */
820                 if (ldelta) {
821                         ndelta = ntsc - ltsc;
822                         if (ldelta > ndelta)
823                                 ldelta = ndelta;
824                         if (ndelta > ldelta * 2)
825                                 break;
826                 } else {
827                         ldelta = ntsc - ltsc;
828                 }
829         }
830         return(read_apic_timer());
831 }
832
833 /*
834  * Synchronously flush the TLB on all other CPU's.  The current cpu's
835  * TLB is not flushed.  If the caller wishes to flush the current cpu's
836  * TLB the caller must call cpu_invltlb() in addition to smp_invltlb().
837  *
838  * This routine may be called concurrently from multiple cpus.  When this
839  * happens, smp_invltlb() can wind up sticking around in the confirmation
840  * while() loop at the end as additional cpus are added to the global
841  * cpumask, until they are acknowledged by another IPI.
842  *
843  * NOTE: If for some reason we were unable to start all cpus we cannot
844  *       safely use broadcast IPIs.
845  */
846
847 cpumask_t smp_smurf_mask;
848 static cpumask_t smp_invltlb_mask;
849 #define LOOPRECOVER
850 #define LOOPMASK_IN
851 #ifdef LOOPMASK_IN
852 cpumask_t smp_in_mask;
853 #endif
854 cpumask_t smp_invmask;
855 extern cpumask_t smp_idleinvl_mask;
856 extern cpumask_t smp_idleinvl_reqs;
857
858 /*
859  * Atomically OR bits in *mask to smp_smurf_mask.  Adjust *mask to remove
860  * bits that do not need to be IPId.  These bits are still part of the command,
861  * but the target cpus have already been signalled and do not need to be
862  * sigalled again.
863  */
864 #include <sys/spinlock.h>
865 #include <sys/spinlock2.h>
866
867 static __noinline
868 void
869 smp_smurf_fetchset(cpumask_t *mask)
870 {
871         cpumask_t omask;
872         int i;
873         __uint64_t obits;
874         __uint64_t nbits;
875
876         i = 0;
877         while (i < CPUMASK_ELEMENTS) {
878                 obits = smp_smurf_mask.ary[i];
879                 cpu_ccfence();
880                 nbits = obits | mask->ary[i];
881                 if (atomic_cmpset_long(&smp_smurf_mask.ary[i], obits, nbits)) {
882                         omask.ary[i] = obits;
883                         ++i;
884                 }
885         }
886         CPUMASK_NANDMASK(*mask, omask);
887 }
888
889 /*
890  * This is a mechanism which guarantees that cpu_invltlb() will be executed
891  * on idle cpus without having to signal or wake them up.  The invltlb will be
892  * executed when they wake up, prior to any scheduling or interrupt thread.
893  *
894  * (*mask) is modified to remove the cpus we successfully negotiate this
895  * function with.  This function may only be used with semi-synchronous
896  * commands (typically invltlb's or semi-synchronous invalidations which
897  * are usually associated only with kernel memory).
898  */
899 void
900 smp_smurf_idleinvlclr(cpumask_t *mask)
901 {
902         if (optimized_invltlb) {
903                 ATOMIC_CPUMASK_ORMASK(smp_idleinvl_reqs, *mask);
904                 /* cpu_lfence() not needed */
905                 CPUMASK_NANDMASK(*mask, smp_idleinvl_mask);
906         }
907 }
908
909 /*
910  * Issue cpu_invltlb() across all cpus except the current cpu.
911  *
912  * This function will arrange to avoid idle cpus, but still gurantee that
913  * invltlb is run on them when they wake up prior to any scheduling or
914  * nominal interrupt.
915  */
916 void
917 smp_invltlb(void)
918 {
919         struct mdglobaldata *md = mdcpu;
920         cpumask_t mask;
921         unsigned long rflags;
922 #ifdef LOOPRECOVER
923         tsc_uclock_t tsc_base = rdtsc();
924         int repeats = 0;
925 #endif
926
927         if (report_invltlb_src > 0) {
928                 if (--report_invltlb_src <= 0)
929                         print_backtrace(8);
930         }
931
932         /*
933          * Disallow normal interrupts, set all active cpus except our own
934          * in the global smp_invltlb_mask.
935          */
936         ++md->mi.gd_cnt.v_smpinvltlb;
937         crit_enter_gd(&md->mi);
938
939         /*
940          * Bits we want to set in smp_invltlb_mask.  We do not want to signal
941          * our own cpu.  Also try to remove bits associated with idle cpus
942          * that we can flag for auto-invltlb.
943          */
944         mask = smp_active_mask;
945         CPUMASK_NANDBIT(mask, md->mi.gd_cpuid);
946         smp_smurf_idleinvlclr(&mask);
947
948         rflags = read_rflags();
949         cpu_disable_intr();
950         ATOMIC_CPUMASK_ORMASK(smp_invltlb_mask, mask);
951
952         /*
953          * IPI non-idle cpus represented by mask.  The omask calculation
954          * removes cpus from the mask which already have a Xinvltlb IPI
955          * pending (avoid double-queueing the IPI).
956          *
957          * We must disable real interrupts when setting the smurf flags or
958          * we might race a XINVLTLB before we manage to send the ipi's for
959          * the bits we set.
960          *
961          * NOTE: We are not signalling ourselves, mask already does NOT
962          * include our own cpu.
963          */
964         smp_smurf_fetchset(&mask);
965
966         /*
967          * Issue the IPI.  Note that the XINVLTLB IPI runs regardless of
968          * the critical section count on the target cpus.
969          */
970         CPUMASK_ORMASK(mask, md->mi.gd_cpumask);
971         if (all_but_self_ipi_enable &&
972             (all_but_self_ipi_enable >= 2 ||
973              CPUMASK_CMPMASKEQ(smp_startup_mask, mask))) {
974                 all_but_self_ipi(XINVLTLB_OFFSET);
975         } else {
976                 CPUMASK_NANDMASK(mask, md->mi.gd_cpumask);
977                 selected_apic_ipi(mask, XINVLTLB_OFFSET, APIC_DELMODE_FIXED);
978         }
979
980         /*
981          * Wait for acknowledgement by all cpus.  smp_inval_intr() will
982          * temporarily enable interrupts to avoid deadlocking the lapic,
983          * and will also handle running cpu_invltlb() and remote invlpg
984          * command son our cpu if some other cpu requests it of us.
985          *
986          * WARNING! I originally tried to implement this as a hard loop
987          *          checking only smp_invltlb_mask (and issuing a local
988          *          cpu_invltlb() if requested), with interrupts enabled
989          *          and without calling smp_inval_intr().  This DID NOT WORK.
990          *          It resulted in weird races where smurf bits would get
991          *          cleared without any action being taken.
992          */
993         smp_inval_intr();
994         CPUMASK_ASSZERO(mask);
995         while (CPUMASK_CMPMASKNEQ(smp_invltlb_mask, mask)) {
996                 smp_inval_intr();
997                 cpu_pause();
998 #ifdef LOOPRECOVER
999                 if (tsc_frequency && rdtsc() - tsc_base > tsc_frequency) {
1000                         /*
1001                          * cpuid        - cpu doing the waiting
1002                          * invltlb_mask - IPI in progress
1003                          */
1004                         kprintf("smp_invltlb %d: waited too long inv=%08jx "
1005                                 "smurf=%08jx "
1006 #ifdef LOOPMASK_IN
1007                                 "in=%08jx "
1008 #endif
1009                                 "idle=%08jx/%08jx\n",
1010                                 md->mi.gd_cpuid,
1011                                 smp_invltlb_mask.ary[0],
1012                                 smp_smurf_mask.ary[0],
1013 #ifdef LOOPMASK_IN
1014                                 smp_in_mask.ary[0],
1015 #endif
1016                                 smp_idleinvl_mask.ary[0],
1017                                 smp_idleinvl_reqs.ary[0]);
1018                         mdcpu->gd_xinvaltlb = 0;
1019                         ATOMIC_CPUMASK_NANDMASK(smp_smurf_mask,
1020                                                 smp_invltlb_mask);
1021                         smp_invlpg(&smp_active_mask);
1022                         tsc_base = rdtsc();
1023                         if (++repeats > 10) {
1024                                 kprintf("smp_invltlb: giving up\n");
1025                                 CPUMASK_ASSZERO(smp_invltlb_mask);
1026                         }
1027                 }
1028 #endif
1029         }
1030         write_rflags(rflags);
1031         crit_exit_gd(&md->mi);
1032 }
1033
1034 /*
1035  * Called from a critical section with interrupts hard-disabled.
1036  * This function issues an XINVLTLB IPI and then executes any pending
1037  * command on the current cpu before returning.
1038  */
1039 void
1040 smp_invlpg(cpumask_t *cmdmask)
1041 {
1042         struct mdglobaldata *md = mdcpu;
1043         cpumask_t mask;
1044
1045         if (report_invlpg_src > 0) {
1046                 if (--report_invlpg_src <= 0)
1047                         print_backtrace(8);
1048         }
1049
1050         /*
1051          * Disallow normal interrupts, set all active cpus in the pmap,
1052          * plus our own for completion processing (it might or might not
1053          * be part of the set).
1054          */
1055         mask = smp_active_mask;
1056         CPUMASK_ANDMASK(mask, *cmdmask);
1057         CPUMASK_ORMASK(mask, md->mi.gd_cpumask);
1058
1059         /*
1060          * Avoid double-queuing IPIs, which can deadlock us.  We must disable
1061          * real interrupts when setting the smurf flags or we might race a
1062          * XINVLTLB before we manage to send the ipi's for the bits we set.
1063          *
1064          * NOTE: We might be including our own cpu in the smurf mask.
1065          */
1066         smp_smurf_fetchset(&mask);
1067
1068         /*
1069          * Issue the IPI.  Note that the XINVLTLB IPI runs regardless of
1070          * the critical section count on the target cpus.
1071          *
1072          * We do not include our own cpu when issuing the IPI.
1073          */
1074         if (all_but_self_ipi_enable &&
1075             (all_but_self_ipi_enable >= 2 ||
1076              CPUMASK_CMPMASKEQ(smp_startup_mask, mask))) {
1077                 all_but_self_ipi(XINVLTLB_OFFSET);
1078         } else {
1079                 CPUMASK_NANDMASK(mask, md->mi.gd_cpumask);
1080                 selected_apic_ipi(mask, XINVLTLB_OFFSET, APIC_DELMODE_FIXED);
1081         }
1082
1083         /*
1084          * This will synchronously wait for our command to complete,
1085          * as well as process commands from other cpus.  It also handles
1086          * reentrancy.
1087          *
1088          * (interrupts are disabled and we are in a critical section here)
1089          */
1090         smp_inval_intr();
1091 }
1092
1093 /*
1094  * Issue rip/rsp sniffs
1095  */
1096 void
1097 smp_sniff(void)
1098 {
1099         globaldata_t gd = mycpu;
1100         int dummy;
1101         register_t rflags;
1102
1103         /*
1104          * Ignore all_but_self_ipi_enable here and just use it.
1105          */
1106         rflags = read_rflags();
1107         cpu_disable_intr();
1108         all_but_self_ipi(XSNIFF_OFFSET);
1109         gd->gd_sample_pc = smp_sniff;
1110         gd->gd_sample_sp = &dummy;
1111         write_rflags(rflags);
1112 }
1113
1114 void
1115 cpu_sniff(int dcpu)
1116 {
1117         globaldata_t rgd = globaldata_find(dcpu);
1118         register_t rflags;
1119         int dummy;
1120
1121         /*
1122          * Ignore all_but_self_ipi_enable here and just use it.
1123          */
1124         rflags = read_rflags();
1125         cpu_disable_intr();
1126         single_apic_ipi(dcpu, XSNIFF_OFFSET, APIC_DELMODE_FIXED);
1127         rgd->gd_sample_pc = cpu_sniff;
1128         rgd->gd_sample_sp = &dummy;
1129         write_rflags(rflags);
1130 }
1131
1132 /*
1133  * Called from Xinvltlb assembly with interrupts hard-disabled and in a
1134  * critical section.  gd_intr_nesting_level may or may not be bumped
1135  * depending on entry.
1136  *
1137  * THIS CODE IS INTENDED TO EXPLICITLY IGNORE THE CRITICAL SECTION COUNT.
1138  * THAT IS, THE INTERRUPT IS INTENDED TO FUNCTION EVEN WHEN MAINLINE CODE
1139  * IS IN A CRITICAL SECTION.
1140  */
1141 void
1142 smp_inval_intr(void)
1143 {
1144         struct mdglobaldata *md = mdcpu;
1145         cpumask_t cpumask;
1146 #ifdef LOOPRECOVER
1147         tsc_uclock_t tsc_base = rdtsc();
1148 #endif
1149
1150 #if 0
1151         /*
1152          * The idle code is in a critical section, but that doesn't stop
1153          * Xinvltlb from executing, so deal with the race which can occur
1154          * in that situation.  Otherwise r-m-w operations by pmap_inval_intr()
1155          * may have problems.
1156          */
1157         if (ATOMIC_CPUMASK_TESTANDCLR(smp_idleinvl_reqs, md->mi.gd_cpuid)) {
1158                 ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(smp_invltlb_mask, md->mi.gd_cpuid);
1159                 cpu_invltlb();
1160                 cpu_mfence();
1161         }
1162 #endif
1163
1164         /*
1165          * This is a real mess.  I'd like to just leave interrupts disabled
1166          * but it can cause the lapic to deadlock if too many interrupts queue
1167          * to it, due to the idiotic design of the lapic.  So instead we have
1168          * to enter a critical section so normal interrupts are made pending
1169          * and track whether this one was reentered.
1170          */
1171         if (md->gd_xinvaltlb) {         /* reentrant on cpu */
1172                 md->gd_xinvaltlb = 2;
1173                 return;
1174         }
1175         md->gd_xinvaltlb = 1;
1176
1177         /*
1178          * Check only those cpus with active Xinvl* commands pending.
1179          *
1180          * We are going to enable interrupts so make sure we are in a
1181          * critical section.  This is necessary to avoid deadlocking
1182          * the lapic and to ensure that we execute our commands prior to
1183          * any nominal interrupt or preemption.
1184          *
1185          * WARNING! It is very important that we only clear out but in
1186          *          smp_smurf_mask once for each interrupt we take.  In
1187          *          this case, we clear it on initial entry and only loop
1188          *          on the reentrancy detect (caused by another interrupt).
1189          */
1190         cpumask = smp_invmask;
1191 #ifdef LOOPMASK_IN
1192         ATOMIC_CPUMASK_ORBIT(smp_in_mask, md->mi.gd_cpuid);
1193 #endif
1194 loop:
1195         cpu_enable_intr();
1196         ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(smp_smurf_mask, md->mi.gd_cpuid);
1197
1198         /*
1199          * Specific page request(s), and we can't return until all bits
1200          * are zero.
1201          */
1202         for (;;) {
1203                 int toolong;
1204
1205                 /*
1206                  * Also execute any pending full invalidation request in
1207                  * this loop.
1208                  */
1209                 if (CPUMASK_TESTBIT(smp_invltlb_mask, md->mi.gd_cpuid)) {
1210                         ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(smp_invltlb_mask,
1211                                                md->mi.gd_cpuid);
1212                         cpu_invltlb();
1213                         cpu_mfence();
1214                 }
1215
1216 #ifdef LOOPRECOVER
1217                 if (tsc_frequency && rdtsc() - tsc_base > tsc_frequency) {
1218                         /*
1219                          * cpuid        - cpu doing the waiting
1220                          * invmask      - IPI in progress
1221                          * invltlb_mask - which ones are TLB invalidations?
1222                          */
1223                         kprintf("smp_inval_intr %d inv=%08jx tlbm=%08jx "
1224                                 "smurf=%08jx "
1225 #ifdef LOOPMASK_IN
1226                                 "in=%08jx "
1227 #endif
1228                                 "idle=%08jx/%08jx\n",
1229                                 md->mi.gd_cpuid,
1230                                 smp_invmask.ary[0],
1231                                 smp_invltlb_mask.ary[0],
1232                                 smp_smurf_mask.ary[0],
1233 #ifdef LOOPMASK_IN
1234                                 smp_in_mask.ary[0],
1235 #endif
1236                                 smp_idleinvl_mask.ary[0],
1237                                 smp_idleinvl_reqs.ary[0]);
1238                         tsc_base = rdtsc();
1239                         toolong = 1;
1240                 } else {
1241                         toolong = 0;
1242                 }
1243 #else
1244                 toolong = 0;
1245 #endif
1246
1247                 /*
1248                  * We can only add bits to the cpumask to test during the
1249                  * loop because the smp_invmask bit is cleared once the
1250                  * originator completes the command (the targets may still
1251                  * be cycling their own completions in this loop, afterwords).
1252                  *
1253                  * lfence required prior to all tests as this Xinvltlb
1254                  * interrupt could race the originator (already be in progress
1255                  * wnen the originator decides to issue, due to an issue by
1256                  * another cpu).
1257                  */
1258                 cpu_lfence();
1259                 CPUMASK_ORMASK(cpumask, smp_invmask);
1260                 /*cpumask = smp_active_mask;*/  /* XXX */
1261                 cpu_lfence();
1262
1263                 if (pmap_inval_intr(&cpumask, toolong) == 0) {
1264                         /*
1265                          * Clear our smurf mask to allow new IPIs, but deal
1266                          * with potential races.
1267                          */
1268                         break;
1269                 }
1270
1271                 /*
1272                  * Test if someone sent us another invalidation IPI, break
1273                  * out so we can take it to avoid deadlocking the lapic
1274                  * interrupt queue (? stupid intel, amd).
1275                  */
1276                 if (md->gd_xinvaltlb == 2)
1277                         break;
1278                 /*
1279                 if (CPUMASK_TESTBIT(smp_smurf_mask, md->mi.gd_cpuid))
1280                         break;
1281                 */
1282         }
1283
1284         /*
1285          * Full invalidation request
1286          */
1287         if (CPUMASK_TESTBIT(smp_invltlb_mask, md->mi.gd_cpuid)) {
1288                 ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(smp_invltlb_mask,
1289                                        md->mi.gd_cpuid);
1290                 cpu_invltlb();
1291                 cpu_mfence();
1292         }
1293
1294         /*
1295          * Check to see if another Xinvltlb interrupt occurred and loop up
1296          * if it did.
1297          */
1298         cpu_disable_intr();
1299         if (md->gd_xinvaltlb == 2) {
1300                 md->gd_xinvaltlb = 1;
1301                 goto loop;
1302         }
1303 #ifdef LOOPMASK_IN
1304         ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(smp_in_mask, md->mi.gd_cpuid);
1305 #endif
1306         md->gd_xinvaltlb = 0;
1307 }
1308
1309 void
1310 cpu_wbinvd_on_all_cpus_callback(void *arg)
1311 {
1312         wbinvd();
1313 }
1314
1315 /*
1316  * When called the executing CPU will send an IPI to all other CPUs
1317  * requesting that they halt execution.
1318  *
1319  * Usually (but not necessarily) called with 'other_cpus' as its arg.
1320  *
1321  *  - Signals all CPUs in map to stop.
1322  *  - Waits for each to stop.
1323  *
1324  * Returns:
1325  *  -1: error
1326  *   0: NA
1327  *   1: ok
1328  *
1329  * XXX FIXME: this is not MP-safe, needs a lock to prevent multiple CPUs
1330  *            from executing at same time.
1331  */
1332 int
1333 stop_cpus(cpumask_t map)
1334 {
1335         cpumask_t mask;
1336
1337         CPUMASK_ANDMASK(map, smp_active_mask);
1338
1339         /* send the Xcpustop IPI to all CPUs in map */
1340         selected_apic_ipi(map, XCPUSTOP_OFFSET, APIC_DELMODE_FIXED);
1341
1342         do {
1343                 mask = stopped_cpus;
1344                 CPUMASK_ANDMASK(mask, map);
1345                 /* spin */
1346         } while (CPUMASK_CMPMASKNEQ(mask, map));
1347
1348         return 1;
1349 }
1350
1351
1352 /*
1353  * Called by a CPU to restart stopped CPUs. 
1354  *
1355  * Usually (but not necessarily) called with 'stopped_cpus' as its arg.
1356  *
1357  *  - Signals all CPUs in map to restart.
1358  *  - Waits for each to restart.
1359  *
1360  * Returns:
1361  *  -1: error
1362  *   0: NA
1363  *   1: ok
1364  */
1365 int
1366 restart_cpus(cpumask_t map)
1367 {
1368         cpumask_t mask;
1369
1370         /* signal other cpus to restart */
1371         mask = map;
1372         CPUMASK_ANDMASK(mask, smp_active_mask);
1373         cpu_ccfence();
1374         started_cpus = mask;
1375         cpu_ccfence();
1376
1377         /* wait for each to clear its bit */
1378         while (CPUMASK_CMPMASKNEQ(stopped_cpus, map))
1379                 cpu_pause();
1380
1381         return 1;
1382 }
1383
1384 /*
1385  * This is called once the mpboot code has gotten us properly relocated
1386  * and the MMU turned on, etc.   ap_init() is actually the idle thread,
1387  * and when it returns the scheduler will call the real cpu_idle() main
1388  * loop for the idlethread.  Interrupts are disabled on entry and should
1389  * remain disabled at return.
1390  */
1391 void
1392 ap_init(void)
1393 {
1394         int     cpu_id;
1395
1396         /*
1397          * Adjust smp_startup_mask to signal the BSP that we have started
1398          * up successfully.  Note that we do not yet hold the BGL.  The BSP
1399          * is waiting for our signal.
1400          *
1401          * We can't set our bit in smp_active_mask yet because we are holding
1402          * interrupts physically disabled and remote cpus could deadlock
1403          * trying to send us an IPI.
1404          */
1405         ATOMIC_CPUMASK_ORBIT(smp_startup_mask, mycpu->gd_cpuid);
1406         cpu_mfence();
1407
1408         /*
1409          * Interlock for LAPIC initialization.  Wait until mp_finish_lapic is
1410          * non-zero, then get the MP lock.
1411          *
1412          * Note: We are in a critical section.
1413          *
1414          * Note: we are the idle thread, we can only spin.
1415          *
1416          * Note: The load fence is memory volatile and prevents the compiler
1417          * from improperly caching mp_finish_lapic, and the cpu from improperly
1418          * caching it.
1419          */
1420         while (mp_finish_lapic == 0) {
1421                 cpu_pause();
1422                 cpu_lfence();
1423         }
1424 #if 0
1425         while (try_mplock() == 0) {
1426                 cpu_pause();
1427                 cpu_lfence();
1428         }
1429 #endif
1430
1431         if (cpu_feature & CPUID_TSC) {
1432                 /*
1433                  * The BSP is constantly updating tsc0_offset, figure out
1434                  * the relative difference to synchronize ktrdump.
1435                  */
1436                 tsc_offsets[mycpu->gd_cpuid] = rdtsc() - tsc0_offset;
1437         }
1438
1439         /* BSP may have changed PTD while we're waiting for the lock */
1440         cpu_invltlb();
1441
1442         /* Build our map of 'other' CPUs. */
1443         mycpu->gd_other_cpus = smp_startup_mask;
1444         ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(mycpu->gd_other_cpus, mycpu->gd_cpuid);
1445
1446         /* A quick check from sanity claus */
1447         cpu_id = APICID_TO_CPUID(LAPIC_READID);
1448         if (mycpu->gd_cpuid != cpu_id) {
1449                 kprintf("SMP: assigned cpuid = %d\n", mycpu->gd_cpuid);
1450                 kprintf("SMP: actual cpuid = %d lapicid %d\n",
1451                         cpu_id, LAPIC_READID);
1452 #if 0 /* JGXXX */
1453                 kprintf("PTD[MPPTDI] = %p\n", (void *)PTD[MPPTDI]);
1454 #endif
1455                 panic("cpuid mismatch! boom!!");
1456         }
1457
1458         /* Initialize AP's local APIC for irq's */
1459         lapic_init(FALSE);
1460
1461         /* LAPIC initialization is done */
1462         ATOMIC_CPUMASK_ORBIT(smp_lapic_mask, mycpu->gd_cpuid);
1463         cpu_mfence();
1464
1465 #if 0
1466         /* Let BSP move onto the next initialization stage */
1467         rel_mplock();
1468 #endif
1469
1470         /*
1471          * Interlock for finalization.  Wait until mp_finish is non-zero,
1472          * then get the MP lock.
1473          *
1474          * Note: We are in a critical section.
1475          *
1476          * Note: we are the idle thread, we can only spin.
1477          *
1478          * Note: The load fence is memory volatile and prevents the compiler
1479          * from improperly caching mp_finish, and the cpu from improperly
1480          * caching it.
1481          */
1482         while (mp_finish == 0) {
1483                 cpu_pause();
1484                 cpu_lfence();
1485         }
1486
1487         /* BSP may have changed PTD while we're waiting for the lock */
1488         cpu_invltlb();
1489
1490         /* Set memory range attributes for this CPU to match the BSP */
1491         mem_range_AP_init();
1492
1493         /*
1494          * Once we go active we must process any IPIQ messages that may
1495          * have been queued, because no actual IPI will occur until we
1496          * set our bit in the smp_active_mask.  If we don't the IPI
1497          * message interlock could be left set which would also prevent
1498          * further IPIs.
1499          *
1500          * The idle loop doesn't expect the BGL to be held and while
1501          * lwkt_switch() normally cleans things up this is a special case
1502          * because we returning almost directly into the idle loop.
1503          *
1504          * The idle thread is never placed on the runq, make sure
1505          * nothing we've done put it there.
1506          */
1507
1508         /*
1509          * Hold a critical section and allow real interrupts to occur.  Zero
1510          * any spurious interrupts which have accumulated, then set our
1511          * smp_active_mask indicating that we are fully operational.
1512          */
1513         crit_enter();
1514         __asm __volatile("sti; pause; pause"::);
1515         bzero(mdcpu->gd_ipending, sizeof(mdcpu->gd_ipending));
1516         ATOMIC_CPUMASK_ORBIT(smp_active_mask, mycpu->gd_cpuid);
1517
1518         /*
1519          * Wait until all cpus have set their smp_active_mask and have fully
1520          * operational interrupts before proceeding.
1521          *
1522          * We need a final cpu_invltlb() because we would not have received
1523          * any until we set our bit in smp_active_mask.
1524          */
1525         while (mp_finish == 1) {
1526                 cpu_pause();
1527                 cpu_lfence();
1528         }
1529         cpu_invltlb();
1530
1531         /*
1532          * Initialize per-cpu clocks and do other per-cpu initialization.
1533          * At this point code is expected to be able to use the full kernel
1534          * API.
1535          */
1536         initclocks_pcpu();      /* clock interrupts (via IPIs) */
1537
1538         /*
1539          * Since we may have cleaned up the interrupt triggers, manually
1540          * process any pending IPIs before exiting our critical section.
1541          * Once the critical section has exited, normal interrupt processing
1542          * may occur.
1543          */
1544         atomic_swap_int(&mycpu->gd_npoll, 0);
1545         lwkt_process_ipiq();
1546         crit_exit();
1547
1548         /*
1549          * Final final, allow the waiting BSP to resume the boot process,
1550          * return 'into' the idle thread bootstrap.
1551          */
1552         ATOMIC_CPUMASK_ORBIT(smp_finalize_mask, mycpu->gd_cpuid);
1553         KKASSERT((curthread->td_flags & TDF_RUNQ) == 0);
1554 }
1555
1556 /*
1557  * Get SMP fully working before we start initializing devices.
1558  */
1559 static
1560 void
1561 ap_finish(void)
1562 {
1563         if (bootverbose)
1564                 kprintf("Finish MP startup\n");
1565         rel_mplock();
1566
1567         /*
1568          * Wait for the active mask to complete, after which all cpus will
1569          * be accepting interrupts.
1570          */
1571         mp_finish = 1;
1572         while (CPUMASK_CMPMASKNEQ(smp_active_mask, smp_startup_mask)) {
1573                 cpu_pause();
1574                 cpu_lfence();
1575         }
1576
1577         /*
1578          * Wait for the finalization mask to complete, after which all cpus
1579          * have completely finished initializing and are entering or are in
1580          * their idle thread.
1581          *
1582          * BSP should have received all required invltlbs but do another
1583          * one just in case.
1584          */
1585         cpu_invltlb();
1586         mp_finish = 2;
1587         while (CPUMASK_CMPMASKNEQ(smp_finalize_mask, smp_startup_mask)) {
1588                 cpu_pause();
1589                 cpu_lfence();
1590         }
1591
1592         while (try_mplock() == 0) {
1593                 cpu_pause();
1594                 cpu_lfence();
1595         }
1596
1597         if (bootverbose) {
1598                 kprintf("Active CPU Mask: %016jx\n",
1599                         (uintmax_t)CPUMASK_LOWMASK(smp_active_mask));
1600         }
1601 }
1602
1603 SYSINIT(finishsmp, SI_BOOT2_FINISH_SMP, SI_ORDER_FIRST, ap_finish, NULL);
1604
1605 /*
1606  * Interrupts must be hard-disabled by caller
1607  */
1608 void
1609 cpu_send_ipiq(int dcpu)
1610 {
1611         if (CPUMASK_TESTBIT(smp_active_mask, dcpu))
1612                 single_apic_ipi(dcpu, XIPIQ_OFFSET, APIC_DELMODE_FIXED);
1613 }
1614
1615 #if 0   /* single_apic_ipi_passive() not working yet */
1616 /*
1617  * Returns 0 on failure, 1 on success
1618  */
1619 int
1620 cpu_send_ipiq_passive(int dcpu)
1621 {
1622         int r = 0;
1623         if (CPUMASK_TESTBIT(smp_active_mask, dcpu)) {
1624                 r = single_apic_ipi_passive(dcpu, XIPIQ_OFFSET,
1625                                         APIC_DELMODE_FIXED);
1626         }
1627         return(r);
1628 }
1629 #endif
1630
1631 static void
1632 mp_bsp_simple_setup(void)
1633 {
1634         struct mdglobaldata *gd;
1635         size_t ipiq_size;
1636
1637         /* build our map of 'other' CPUs */
1638         mycpu->gd_other_cpus = smp_startup_mask;
1639         CPUMASK_NANDBIT(mycpu->gd_other_cpus, mycpu->gd_cpuid);
1640
1641         gd = (struct mdglobaldata *)mycpu;
1642         gd->gd_acpi_id = CPUID_TO_ACPIID(mycpu->gd_cpuid);
1643
1644         ipiq_size = sizeof(struct lwkt_ipiq) * ncpus;
1645         mycpu->gd_ipiq = (void *)kmem_alloc(&kernel_map, ipiq_size,
1646                                             VM_SUBSYS_IPIQ);
1647         bzero(mycpu->gd_ipiq, ipiq_size);
1648
1649         /* initialize arc4random. */
1650         arc4_init_pcpu(0);
1651
1652         pmap_set_opt();
1653
1654         if (cpu_feature & CPUID_TSC)
1655                 tsc0_offset = rdtsc();
1656 }
1657
1658
1659 /*
1660  * CPU TOPOLOGY DETECTION FUNCTIONS
1661  */
1662
1663 /* Detect intel topology using CPUID 
1664  * Ref: http://www.intel.com/Assets/PDF/appnote/241618.pdf, pg 41
1665  */
1666 static void
1667 detect_intel_topology(int count_htt_cores)
1668 {
1669         int shift = 0;
1670         int ecx_index = 0;
1671         int core_plus_logical_bits = 0;
1672         int cores_per_package;
1673         int logical_per_package;
1674         int logical_per_core;
1675         unsigned int p[4];
1676
1677         if (cpu_high >= 0xb) {
1678                 goto FUNC_B;
1679
1680         } else if (cpu_high >= 0x4) {
1681                 goto FUNC_4;
1682
1683         } else {
1684                 core_bits = 0;
1685                 for (shift = 0; (1 << shift) < count_htt_cores; ++shift)
1686                         ;
1687                 logical_CPU_bits = 1 << shift;
1688                 return;
1689         }
1690
1691 FUNC_B:
1692         cpuid_count(0xb, FUNC_B_THREAD_LEVEL, p);
1693
1694         /* if 0xb not supported - fallback to 0x4 */
1695         if (p[1] == 0 || (FUNC_B_TYPE(p[2]) != FUNC_B_THREAD_TYPE)) {
1696                 goto FUNC_4;
1697         }
1698
1699         logical_CPU_bits = FUNC_B_BITS_SHIFT_NEXT_LEVEL(p[0]);
1700
1701         ecx_index = FUNC_B_THREAD_LEVEL + 1;
1702         do {
1703                 cpuid_count(0xb, ecx_index, p);
1704
1705                 /* Check for the Core type in the implemented sub leaves. */
1706                 if (FUNC_B_TYPE(p[2]) == FUNC_B_CORE_TYPE) {
1707                         core_plus_logical_bits = FUNC_B_BITS_SHIFT_NEXT_LEVEL(p[0]);
1708                         break;
1709                 }
1710
1711                 ecx_index++;
1712
1713         } while (FUNC_B_TYPE(p[2]) != FUNC_B_INVALID_TYPE);
1714
1715         core_bits = core_plus_logical_bits - logical_CPU_bits;
1716
1717         return;
1718
1719 FUNC_4:
1720         cpuid_count(0x4, 0, p);
1721         cores_per_package = FUNC_4_MAX_CORE_NO(p[0]) + 1;
1722
1723         logical_per_package = count_htt_cores;
1724         logical_per_core = logical_per_package / cores_per_package;
1725         
1726         for (shift = 0; (1 << shift) < logical_per_core; ++shift)
1727                 ;
1728         logical_CPU_bits = shift;
1729
1730         for (shift = 0; (1 << shift) < cores_per_package; ++shift)
1731                 ;
1732         core_bits = shift;
1733
1734         return;
1735 }
1736
1737 /* Detect AMD topology using CPUID
1738  * Ref: http://support.amd.com/us/Embedded_TechDocs/25481.pdf, last page
1739  */
1740 static void
1741 detect_amd_topology(int count_htt_cores)
1742 {
1743         int shift = 0;
1744         if ((cpu_feature & CPUID_HTT) && (amd_feature2 & AMDID2_CMP)) {
1745                 if (cpu_procinfo2 & AMDID_COREID_SIZE) {
1746                         core_bits = (cpu_procinfo2 & AMDID_COREID_SIZE) >>
1747                                     AMDID_COREID_SIZE_SHIFT;
1748                 } else {
1749                         core_bits = (cpu_procinfo2 & AMDID_CMP_CORES) + 1;
1750                         for (shift = 0; (1 << shift) < core_bits; ++shift)
1751                                 ;
1752                         core_bits = shift;
1753                 }
1754                 logical_CPU_bits = count_htt_cores >> core_bits;
1755                 for (shift = 0; (1 << shift) < logical_CPU_bits; ++shift)
1756                         ;
1757                 logical_CPU_bits = shift;
1758
1759                 kprintf("core_bits %d logical_CPU_bits %d\n",
1760                         core_bits - logical_CPU_bits, logical_CPU_bits);
1761
1762                 if (amd_feature2 & AMDID2_TOPOEXT) {
1763                         u_int p[4];     /* eax,ebx,ecx,edx */
1764                         int nodes;
1765
1766                         cpuid_count(0x8000001e, 0, p);
1767
1768                         switch(((p[1] >> 8) & 3) + 1) {
1769                         case 1:
1770                                 logical_CPU_bits = 0;
1771                                 break;
1772                         case 2:
1773                                 logical_CPU_bits = 1;
1774                                 break;
1775                         case 3:
1776                         case 4:
1777                                 logical_CPU_bits = 2;
1778                                 break;
1779                         }
1780
1781                         /*
1782                          * Nodes are kind of a stand-in for packages*sockets,
1783                          * but can be thought of in terms of Numa domains.
1784                          */
1785                         nodes = ((p[2] >> 8) & 7) + 1;
1786                         switch(nodes) {
1787                         case 8:
1788                         case 7:
1789                         case 6:
1790                         case 5:
1791                                 --core_bits;
1792                                 /* fallthrough */
1793                         case 4:
1794                         case 3:
1795                                 --core_bits;
1796                                 /* fallthrough */
1797                         case 2:
1798                                 --core_bits;
1799                                 /* fallthrough */
1800                         case 1:
1801                                 break;
1802                         }
1803                         core_bits -= logical_CPU_bits;
1804                         kprintf("%d-way htt, %d Nodes, %d cores/node\n",
1805                                 (int)(((p[1] >> 8) & 3) + 1),
1806                                 nodes,
1807                                 1 << core_bits);
1808
1809                 }
1810 #if 0
1811                 if (amd_feature2 & AMDID2_TOPOEXT) {
1812                         u_int p[4];
1813                         int i;
1814                         int type;
1815                         int level;
1816                         int share_count;
1817
1818                         logical_CPU_bits = 0;
1819                         core_bits = 0;
1820
1821                         for (i = 0; i < 256; ++i)  {
1822                                 cpuid_count(0x8000001d, i, p);
1823                                 type = p[0] & 0x1f;
1824                                 level = (p[0] >> 5) & 0x7;
1825                                 share_count = 1 + ((p[0] >> 14) & 0xfff);
1826
1827                                 if (type == 0)
1828                                         break;
1829                                 kprintf("Topology probe i=%2d type=%d "
1830                                         "level=%d share_count=%d\n",
1831                                         i, type, level, share_count);
1832                                 shift = 0;
1833                                 while ((1 << shift) < share_count)
1834                                         ++shift;
1835
1836                                 switch(type) {
1837                                 case 1:
1838                                         /*
1839                                          * CPUID_TYPE_SMT
1840                                          *
1841                                          * Logical CPU (SMT)
1842                                          */
1843                                         logical_CPU_bits = shift;
1844                                         break;
1845                                 case 2:
1846                                         /*
1847                                          * CPUID_TYPE_CORE
1848                                          *
1849                                          * Physical subdivision of a package
1850                                          */
1851                                         core_bits = logical_CPU_bits +
1852                                                     shift;
1853                                         break;
1854                                 case 3:
1855                                         /*
1856                                          * CPUID_TYPE_CACHE
1857                                          *
1858                                          * CPU L1/L2/L3 cache
1859                                          */
1860                                         break;
1861                                 case 4:
1862                                         /*
1863                                          * CPUID_TYPE_PKG
1864                                          *
1865                                          * Package aka chip, equivalent to
1866                                          * socket
1867                                          */
1868                                         break;
1869                                 }
1870                         }
1871                 }
1872 #endif
1873         } else {
1874                 for (shift = 0; (1 << shift) < count_htt_cores; ++shift)
1875                         ;
1876                 core_bits = shift;
1877                 logical_CPU_bits = 0;
1878         }
1879 }
1880
1881 static void
1882 amd_get_compute_unit_id(void *arg)
1883 {
1884         u_int regs[4];
1885
1886         do_cpuid(0x8000001e, regs);
1887         cpu_node_t * mynode = get_cpu_node_by_cpuid(mycpuid);
1888
1889         /* 
1890          * AMD - CPUID Specification September 2010
1891          * page 34 - //ComputeUnitID = ebx[0:7]//
1892          */
1893         mynode->compute_unit_id = regs[1] & 0xff;
1894 }
1895
1896 int
1897 fix_amd_topology(void)
1898 {
1899         cpumask_t mask;
1900
1901         if (cpu_vendor_id != CPU_VENDOR_AMD)
1902                 return -1;
1903         if ((amd_feature2 & AMDID2_TOPOEXT) == 0)
1904                 return -1;
1905
1906         CPUMASK_ASSALLONES(mask);
1907         lwkt_cpusync_simple(mask, amd_get_compute_unit_id, NULL);
1908
1909         kprintf("Compute unit iDS:\n");
1910         int i;
1911         for (i = 0; i < ncpus; i++) {
1912                 kprintf("%d-%d; \n",
1913                         i, get_cpu_node_by_cpuid(i)->compute_unit_id);
1914         }
1915         return 0;
1916 }
1917
1918 /*
1919  * Calculate
1920  * - logical_CPU_bits
1921  * - core_bits
1922  * With the values above (for AMD or INTEL) we are able to generally
1923  * detect the CPU topology (number of cores for each level):
1924  * Ref: http://wiki.osdev.org/Detecting_CPU_Topology_(80x86)
1925  * Ref: http://www.multicoreinfo.com/research/papers/whitepapers/Intel-detect-topology.pdf
1926  */
1927 void
1928 detect_cpu_topology(void)
1929 {
1930         static int topology_detected = 0;
1931         int count = 0;
1932         
1933         if (topology_detected)
1934                 goto OUT;
1935         if ((cpu_feature & CPUID_HTT) == 0) {
1936                 core_bits = 0;
1937                 logical_CPU_bits = 0;
1938                 goto OUT;
1939         }
1940         count = (cpu_procinfo & CPUID_HTT_CORES) >> CPUID_HTT_CORE_SHIFT;
1941
1942         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL)
1943                 detect_intel_topology(count);   
1944         else if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_AMD)
1945                 detect_amd_topology(count);
1946         topology_detected = 1;
1947
1948 OUT:
1949         if (bootverbose) {
1950                 kprintf("Bits within APICID: logical_CPU_bits: %d; "
1951                         "core_bits: %d\n",
1952                         logical_CPU_bits, core_bits);
1953         }
1954 }
1955
1956 /*
1957  * Interface functions to calculate chip_ID,
1958  * core_number and logical_number
1959  * Ref: http://wiki.osdev.org/Detecting_CPU_Topology_(80x86)
1960  */
1961 int
1962 get_chip_ID(int cpuid)
1963 {
1964         return get_apicid_from_cpuid(cpuid) >>
1965             (logical_CPU_bits + core_bits);
1966 }
1967
1968 int
1969 get_chip_ID_from_APICID(int apicid)
1970 {
1971         return apicid >> (logical_CPU_bits + core_bits);
1972 }
1973
1974 int
1975 get_core_number_within_chip(int cpuid)
1976 {
1977         return ((get_apicid_from_cpuid(cpuid) >> logical_CPU_bits) &
1978                 ((1 << core_bits) - 1));
1979 }
1980
1981 int
1982 get_logical_CPU_number_within_core(int cpuid)
1983 {
1984         return (get_apicid_from_cpuid(cpuid) &
1985                 ((1 << logical_CPU_bits) - 1));
1986 }