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  * $DragonFly: src/sys/platform/pc32/i386/mp_machdep.c,v 1.60 2008/06/07 12:03:52 mneumann Exp $
  27  */
  28
  29 #include "opt_cpu.h"
  30
  31 #include <sys/param.h>
  32 #include <sys/systm.h>
  33 #include <sys/kernel.h>
  34 #include <sys/sysctl.h>
  35 #include <sys/malloc.h>
  36 #include <sys/memrange.h>
  37 #include <sys/cons.h>   /* cngetc() */
  38 #include <sys/machintr.h>
  39
  40 #include <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 #include <sys/user.h>
  50 #ifdef GPROF
  51 #include <sys/gmon.h>
  52 #endif
  53
  54 #include <machine/smp.h>
  55 #include <machine_base/apic/apicreg.h>
  56 #include <machine/atomic.h>
  57 #include <machine/cpufunc.h>
  58 #include <machine_base/apic/mpapic.h>
  59 #include <machine/psl.h>
  60 #include <machine/segments.h>
  61 #include <machine/tss.h>
  62 #include <machine/specialreg.h>
  63 #include <machine/globaldata.h>
  64
  65 #include <machine/md_var.h>             /* setidt() */
  66 #include <machine_base/icu/icu.h>               /* IPIs */
  67 #include <machine_base/isa/intr_machdep.h>      /* IPIs */
  68
  69 #define FIXUP_EXTRA_APIC_INTS   8       /* additional entries we may create */
  70
  71 #define WARMBOOT_TARGET         0
  72 #define WARMBOOT_OFF            (KERNBASE + 0x0467)
  73 #define WARMBOOT_SEG            (KERNBASE + 0x0469)
  74
  75 #define BIOS_BASE               (0xf0000)
  76 #define BIOS_SIZE               (0x10000)
  77 #define BIOS_COUNT              (BIOS_SIZE/4)
  78
  79 #define CMOS_REG                (0x70)
  80 #define CMOS_DATA               (0x71)
  81 #define BIOS_RESET              (0x0f)
  82 #define BIOS_WARM               (0x0a)
  83
  84 #define PROCENTRY_FLAG_EN       0x01
  85 #define PROCENTRY_FLAG_BP       0x02
  86 #define IOAPICENTRY_FLAG_EN     0x01
  87
  88
  89 /* MP Floating Pointer Structure */
  90 typedef struct MPFPS {
  91         char    signature[4];
  92         u_int32_t pap;
  93         u_char  length;
  94         u_char  spec_rev;
  95         u_char  checksum;
  96         u_char  mpfb1;
  97         u_char  mpfb2;
  98         u_char  mpfb3;
  99         u_char  mpfb4;
 100         u_char  mpfb5;
 101 }      *mpfps_t;
 102
 103 /* MP Configuration Table Header */
 104 typedef struct MPCTH {
 105         char    signature[4];
 106         u_short base_table_length;
 107         u_char  spec_rev;
 108         u_char  checksum;
 109         u_char  oem_id[8];
 110         u_char  product_id[12];
 111         u_int32_t oem_table_pointer;
 112         u_short oem_table_size;
 113         u_short entry_count;
 114         u_int32_t apic_address;
 115         u_short extended_table_length;
 116         u_char  extended_table_checksum;
 117         u_char  reserved;
 118 }      *mpcth_t;
 119
 120
 121 typedef struct PROCENTRY {
 122         u_char  type;
 123         u_char  apic_id;
 124         u_char  apic_version;
 125         u_char  cpu_flags;
 126         u_int32_t cpu_signature;
 127         u_int32_t feature_flags;
 128         u_int32_t reserved1;
 129         u_int32_t reserved2;
 130 }      *proc_entry_ptr;
 131
 132 typedef struct BUSENTRY {
 133         u_char  type;
 134         u_char  bus_id;
 135         char    bus_type[6];
 136 }      *bus_entry_ptr;
 137
 138 typedef struct IOAPICENTRY {
 139         u_char  type;
 140         u_char  apic_id;
 141         u_char  apic_version;
 142         u_char  apic_flags;
 143         u_int32_t apic_address;
 144 }      *io_apic_entry_ptr;
 145
 146 typedef struct INTENTRY {
 147         u_char  type;
 148         u_char  int_type;
 149         u_short int_flags;
 150         u_char  src_bus_id;
 151         u_char  src_bus_irq;
 152         u_char  dst_apic_id;
 153         u_char  dst_apic_int;
 154 }      *int_entry_ptr;
 155
 156 /* descriptions of MP basetable entries */
 157 typedef struct BASETABLE_ENTRY {
 158         u_char  type;
 159         u_char  length;
 160         char    name[16];
 161 }       basetable_entry;
 162
 163 struct mptable_pos {
 164         mpfps_t         mp_fps;
 165         mpcth_t         mp_cth;
 166         vm_size_t       mp_cth_mapsz;
 167 };
 168
 169 /*
 170  * this code MUST be enabled here and in mpboot.s.
 171  * it follows the very early stages of AP boot by placing values in CMOS ram.
 172  * it NORMALLY will never be needed and thus the primitive method for enabling.
 173  *
 174  */
 175 #if defined(CHECK_POINTS)
 176 #define CHECK_READ(A)    (outb(CMOS_REG, (A)), inb(CMOS_DATA))
 177 #define CHECK_WRITE(A,D) (outb(CMOS_REG, (A)), outb(CMOS_DATA, (D)))
 178
 179 #define CHECK_INIT(D);                          \
 180         CHECK_WRITE(0x34, (D));                 \
 181         CHECK_WRITE(0x35, (D));                 \
 182         CHECK_WRITE(0x36, (D));                 \
 183         CHECK_WRITE(0x37, (D));                 \
 184         CHECK_WRITE(0x38, (D));                 \
 185         CHECK_WRITE(0x39, (D));
 186
 187 #define CHECK_PRINT(S);                         \
 188         kprintf("%s: %d, %d, %d, %d, %d, %d\n", \
 189            (S),                                 \
 190            CHECK_READ(0x34),                    \
 191            CHECK_READ(0x35),                    \
 192            CHECK_READ(0x36),                    \
 193            CHECK_READ(0x37),                    \
 194            CHECK_READ(0x38),                    \
 195            CHECK_READ(0x39));
 196
 197 #else                           /* CHECK_POINTS */
 198
 199 #define CHECK_INIT(D)
 200 #define CHECK_PRINT(S)
 201
 202 #endif                          /* CHECK_POINTS */
 203
 204 /*
 205  * Values to send to the POST hardware.
 206  */
 207 #define MP_BOOTADDRESS_POST     0x10
 208 #define MP_PROBE_POST           0x11
 209 #define MPTABLE_PASS1_POST      0x12
 210
 211 #define MP_START_POST           0x13
 212 #define MP_ENABLE_POST          0x14
 213 #define MPTABLE_PASS2_POST      0x15
 214
 215 #define START_ALL_APS_POST      0x16
 216 #define INSTALL_AP_TRAMP_POST   0x17
 217 #define START_AP_POST           0x18
 218
 219 #define MP_ANNOUNCE_POST        0x19
 220
 221 static int need_hyperthreading_fixup;
 222 static u_int logical_cpus;
 223 u_int   logical_cpus_mask;
 224
 225 /** XXX FIXME: where does this really belong, isa.h/isa.c perhaps? */
 226 int     current_postcode;
 227
 228 /** XXX FIXME: what system files declare these??? */
 229 extern struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
 230
 231 int     bsp_apic_ready = 0;     /* flags useability of BSP apic */
 232 int     mp_naps;                /* # of Applications processors */
 233 int     mp_nbusses;             /* # of busses */
 234 #ifdef APIC_IO
 235 int     mp_napics;              /* # of IO APICs */
 236 #endif
 237 vm_offset_t cpu_apic_address;
 238 #ifdef APIC_IO
 239 vm_offset_t io_apic_address[NAPICID];   /* NAPICID is more than enough */
 240 u_int32_t *io_apic_versions;
 241 #endif
 242 extern  int nkpt;
 243
 244 u_int32_t cpu_apic_versions[MAXCPU];
 245 int64_t tsc0_offset;
 246 extern int64_t tsc_offsets[];
 247
 248 extern u_long ebda_addr;
 249
 250 #ifdef APIC_IO
 251 struct apic_intmapinfo  int_to_apicintpin[APIC_INTMAPSIZE];
 252 #endif
 253
 254 /*
 255  * APIC ID logical/physical mapping structures.
 256  * We oversize these to simplify boot-time config.
 257  */
 258 int     cpu_num_to_apic_id[NAPICID];
 259 #ifdef APIC_IO
 260 int     io_num_to_apic_id[NAPICID];
 261 #endif
 262 int     apic_id_to_logical[NAPICID];
 263
 264 /* AP uses this during bootstrap.  Do not staticize.  */
 265 char *bootSTK;
 266 static int bootAP;
 267
 268 /*
 269  * SMP page table page.  Setup by locore to point to a page table
 270  * page from which we allocate per-cpu privatespace areas io_apics,
 271  * and so forth.
 272  */
 273
 274 #define IO_MAPPING_START_INDEX  \
 275                 (SMP_MAXCPU * sizeof(struct privatespace) / PAGE_SIZE)
 276
 277 extern pt_entry_t *SMPpt;
 278
 279 struct pcb stoppcbs[MAXCPU];
 280
 281 extern inthand_t IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
 282
 283 /*
 284  * Local data and functions.
 285  */
 286
 287 static u_int    boot_address;
 288 static u_int    base_memory;
 289 static int      mp_finish;
 290
 291 static long     search_for_sig(u_int32_t target, int count);
 292 static void     mp_enable(u_int boot_addr);
 293
 294 static int      mptable_probe(void);
 295 static void     mptable_hyperthread_fixup(u_int id_mask);
 296 static void     mptable_pass1(struct mptable_pos *);
 297 static int      mptable_pass2(struct mptable_pos *);
 298 static void     default_mp_table(int type);
 299 static void     fix_mp_table(void);
 300 static void     mptable_map(struct mptable_pos *, vm_paddr_t);
 301 static void     mptable_unmap(struct mptable_pos *);
 302 #ifdef APIC_IO
 303 static void     setup_apic_irq_mapping(void);
 304 static int      apic_int_is_bus_type(int intr, int bus_type);
 305 #endif
 306 static int      start_all_aps(u_int boot_addr);
 307 #if 0
 308 static void     install_ap_tramp(u_int boot_addr);
 309 #endif
 310 static int      start_ap(struct mdglobaldata *gd, u_int boot_addr, int smibest);
 311 static int      smitest(void);
 312
 313 static cpumask_t smp_startup_mask = 1;  /* which cpus have been started */
 314 cpumask_t smp_active_mask = 1;  /* which cpus are ready for IPIs etc? */
 315 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, smp_active, CTLFLAG_RD, &smp_active_mask, 0, "");
 316 static u_int    bootMP_size;
 317
 318 /*
 319  * Calculate usable address in base memory for AP trampoline code.
 320  */
 321 u_int
 322 mp_bootaddress(u_int basemem)
 323 {
 324         POSTCODE(MP_BOOTADDRESS_POST);
 325
 326         base_memory = basemem;
 327
 328         bootMP_size = mptramp_end - mptramp_start;
 329         boot_address = trunc_page(basemem * 1024); /* round down to 4k boundary */
 330         if (((basemem * 1024) - boot_address) < bootMP_size)
 331                 boot_address -= PAGE_SIZE;      /* not enough, lower by 4k */
 332         /* 3 levels of page table pages */
 333         mptramp_pagetables = boot_address - (PAGE_SIZE * 3);
 334
 335         return mptramp_pagetables;
 336 }
 337
 338
 339 /*
 340  * Look for an Intel MP spec table (ie, SMP capable hardware).
 341  */
 342 static int
 343 mptable_probe(void)
 344 {
 345         long    x;
 346         u_int32_t target;
 347
 348         /*
 349          * Make sure our SMPpt[] page table is big enough to hold all the
 350          * mappings we need.
 351          */
 352         KKASSERT(IO_MAPPING_START_INDEX < NPTEPG - 2);
 353
 354         POSTCODE(MP_PROBE_POST);
 355
 356         /* see if EBDA exists */
 357         if (ebda_addr != 0) {
 358                 /* search first 1K of EBDA */
 359                 target = (u_int32_t)ebda_addr;
 360                 if ((x = search_for_sig(target, 1024 / 4)) > 0)
 361                         return x;
 362         } else {
 363                 /* last 1K of base memory, effective 'top of base' passed in */
 364                 target = (u_int32_t)(base_memory - 0x400);
 365                 if ((x = search_for_sig(target, 1024 / 4)) > 0)
 366                         return x;
 367         }
 368
 369         /* search the BIOS */
 370         target = (u_int32_t)BIOS_BASE;
 371         if ((x = search_for_sig(target, BIOS_COUNT)) > 0)
 372                 return x;
 373
 374         /* nothing found */
 375         return 0;
 376 }
 377
 378
 379 /*
 380  * Startup the SMP processors.
 381  */
 382 void
 383 mp_start(void)
 384 {
 385         POSTCODE(MP_START_POST);
 386         mp_enable(boot_address);
 387 }
 388
 389
 390 /*
 391  * Print various information about the SMP system hardware and setup.
 392  */
 393 void
 394 mp_announce(void)
 395 {
 396         int     x;
 397
 398         POSTCODE(MP_ANNOUNCE_POST);
 399
 400         kprintf("DragonFly/MP: Multiprocessor motherboard\n");
 401         kprintf(" cpu0 (BSP): apic id: %2d", CPU_TO_ID(0));
 402         kprintf(", version: 0x%08x", cpu_apic_versions[0]);
 403         kprintf(", at 0x%08jx\n", (intmax_t)cpu_apic_address);
 404         for (x = 1; x <= mp_naps; ++x) {
 405                 kprintf(" cpu%d (AP):  apic id: %2d", x, CPU_TO_ID(x));
 406                 kprintf(", version: 0x%08x", cpu_apic_versions[x]);
 407                 kprintf(", at 0x%08jx\n", (intmax_t)cpu_apic_address);
 408         }
 409
 410 #if defined(APIC_IO)
 411         for (x = 0; x < mp_napics; ++x) {
 412                 kprintf(" io%d (APIC): apic id: %2d", x, IO_TO_ID(x));
 413                 kprintf(", version: 0x%08x", io_apic_versions[x]);
 414                 kprintf(", at 0x%08lx\n", io_apic_address[x]);
 415         }
 416 #else
 417         kprintf(" Warning: APIC I/O disabled\n");
 418 #endif  /* APIC_IO */
 419 }
 420
 421 /*
 422  * AP cpu's call this to sync up protected mode.
 423  *
 424  * WARNING! %gs is not set up on entry.  This routine sets up %gs.
 425  */
 426 void
 427 init_secondary(void)
 428 {
 429         int     gsel_tss;
 430         int     x, myid = bootAP;
 431         u_int64_t msr, cr0;
 432         struct mdglobaldata *md;
 433         struct privatespace *ps;
 434
 435         ps = &CPU_prvspace[myid];
 436
 437         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base =
 438                 (long) &ps->mdglobaldata.gd_common_tss;
 439         ps->mdglobaldata.mi.gd_prvspace = ps;
 440
 441         /* We fill the 32-bit segment descriptors */
 442         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
 443                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
 444                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[myid * NGDT + x]);
 445         }
 446         /* And now a 64-bit one */
 447         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
 448             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[myid * NGDT + GPROC0_SEL]);
 449
 450         r_gdt.rd_limit = NGDT * sizeof(gdt[0]) - 1;
 451         r_gdt.rd_base = (long) &gdt[myid * NGDT];
 452         lgdt(&r_gdt);                   /* does magic intra-segment return */
 453
 454         /* lgdt() destroys the GSBASE value, so we load GSBASE after lgdt() */
 455         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
 456         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)ps);
 457         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* XXX User value while we're in the kernel */
 458
 459         lidt(&r_idt);
 460
 461 #if 0
 462         lldt(_default_ldt);
 463         mdcpu->gd_currentldt = _default_ldt;
 464 #endif
 465
 466         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
 467         gdt[myid * NGDT + GPROC0_SEL].sd_type = SDT_SYSTSS;
 468
 469         md = mdcpu;     /* loaded through %gs:0 (mdglobaldata.mi.gd_prvspace)*/
 470
 471         md->gd_common_tss.tss_rsp0 = 0; /* not used until after switch */
 472 #if 0 /* JG XXX */
 473         md->gd_common_tss.tss_ioopt = (sizeof md->gd_common_tss) << 16;
 474 #endif
 475         md->gd_tss_gdt = &gdt[myid * NGDT + GPROC0_SEL];
 476         md->gd_common_tssd = *md->gd_tss_gdt;
 477 #if 0 /* JG XXX */
 478         md->gd_common_tss.tss_ist1 = (long)&doublefault_stack[PAGE_SIZE];
 479 #endif
 480         ltr(gsel_tss);
 481
 482         /*
 483          * Set to a known state:
 484          * Set by mpboot.s: CR0_PG, CR0_PE
 485          * Set by cpu_setregs: CR0_NE, CR0_MP, CR0_TS, CR0_WP, CR0_AM
 486          */
 487         cr0 = rcr0();
 488         cr0 &= ~(CR0_CD | CR0_NW | CR0_EM);
 489         load_cr0(cr0);
 490
 491         /* Set up the fast syscall stuff */
 492         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
 493         wrmsr(MSR_EFER, msr);
 494         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
 495         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
 496         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
 497               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
 498         wrmsr(MSR_STAR, msr);
 499         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D);
 500
 501         pmap_set_opt();         /* PSE/4MB pages, etc */
 502 #if JGXXX
 503         /* Initialize the PAT MSR. */
 504         pmap_init_pat();
 505 #endif
 506
 507         /* set up CPU registers and state */
 508         cpu_setregs();
 509
 510         /* set up SSE/NX registers */
 511         initializecpu();
 512
 513         /* set up FPU state on the AP */
 514         npxinit(__INITIAL_NPXCW__);
 515
 516         /* disable the APIC, just to be SURE */
 517         lapic->svr &= ~APIC_SVR_ENABLE;
 518
 519         /* data returned to BSP */
 520         cpu_apic_versions[0] = lapic->version;
 521 }
 522
 523 /*******************************************************************
 524  * local functions and data
 525  */
 526
 527 /*
 528  * start the SMP system
 529  */
 530 static void
 531 mp_enable(u_int boot_addr)
 532 {
 533         int     x;
 534 #if defined(APIC_IO)
 535         int     apic;
 536         u_int   ux;
 537 #endif  /* APIC_IO */
 538         vm_paddr_t mpfps_paddr;
 539         struct mptable_pos mpt;
 540
 541         POSTCODE(MP_ENABLE_POST);
 542
 543         mpfps_paddr = mptable_probe();
 544         if (mpfps_paddr == 0)
 545                 panic("mp_enable: mptable_probe failed\n");
 546
 547         mptable_map(&mpt, mpfps_paddr);
 548
 549         /*
 550          * We can safely map physical memory into SMPpt after
 551          * mptable_pass1() completes.
 552          */
 553         mptable_pass1(&mpt);
 554
 555         if (cpu_apic_address == 0)
 556                 panic("mp_enable: no local apic!\n");
 557
 558         /* examine the MP table for needed info, uses physical addresses */
 559         x = mptable_pass2(&mpt);
 560
 561         mptable_unmap(&mpt);
 562
 563         /* can't process default configs till the CPU APIC is pmapped */
 564         if (x)
 565                 default_mp_table(x);
 566
 567         /* post scan cleanup */
 568         fix_mp_table();
 569
 570 #if defined(APIC_IO)
 571
 572         setup_apic_irq_mapping();
 573
 574         /* fill the LOGICAL io_apic_versions table */
 575         for (apic = 0; apic < mp_napics; ++apic) {
 576                 ux = io_apic_read(apic, IOAPIC_VER);
 577                 io_apic_versions[apic] = ux;
 578                 io_apic_set_id(apic, IO_TO_ID(apic));
 579         }
 580
 581         /* program each IO APIC in the system */
 582         for (apic = 0; apic < mp_napics; ++apic)
 583                 if (io_apic_setup(apic) < 0)
 584                         panic("IO APIC setup failure");
 585
 586 #endif  /* APIC_IO */
 587
 588         /*
 589          * These are required for SMP operation
 590          */
 591
 592         /* install a 'Spurious INTerrupt' vector */
 593         setidt(XSPURIOUSINT_OFFSET, Xspuriousint,
 594                SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
 595
 596         /* install an inter-CPU IPI for TLB invalidation */
 597         setidt(XINVLTLB_OFFSET, Xinvltlb,
 598                SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
 599
 600         /* install an inter-CPU IPI for IPIQ messaging */
 601         setidt(XIPIQ_OFFSET, Xipiq,
 602                SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
 603
 604         /* install a timer vector */
 605         setidt(XTIMER_OFFSET, Xtimer,
 606                SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
 607
 608         /* install an inter-CPU IPI for CPU stop/restart */
 609         setidt(XCPUSTOP_OFFSET, Xcpustop,
 610                SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
 611
 612         /* start each Application Processor */
 613         start_all_aps(boot_addr);
 614 }
 615
 616
 617 /*
 618  * look for the MP spec signature
 619  */
 620
 621 /* string defined by the Intel MP Spec as identifying the MP table */
 622 #define MP_SIG          0x5f504d5f      /* _MP_ */
 623 #define NEXT(X)         ((X) += 4)
 624 static long
 625 search_for_sig(u_int32_t target, int count)
 626 {
 627         vm_size_t map_size;
 628         u_int32_t *addr;
 629         int x, ret;
 630
 631         KKASSERT(target != 0);
 632
 633         map_size = count * sizeof(u_int32_t);
 634         addr = pmap_mapdev((vm_paddr_t)target, map_size);
 635
 636         ret = 0;
 637         for (x = 0; x < count; NEXT(x)) {
 638                 if (addr[x] == MP_SIG) {
 639                         /* make array index a byte index */
 640                         ret = target + (x * sizeof(u_int32_t));
 641                         break;
 642                 }
 643         }
 644
 645         pmap_unmapdev((vm_offset_t)addr, map_size);
 646         return ret;
 647 }
 648
 649
 650 static basetable_entry basetable_entry_types[] =
 651 {
 652         {0, 20, "Processor"},
 653         {1, 8, "Bus"},
 654         {2, 8, "I/O APIC"},
 655         {3, 8, "I/O INT"},
 656         {4, 8, "Local INT"}
 657 };
 658
 659 typedef struct BUSDATA {
 660         u_char  bus_id;
 661         enum busTypes bus_type;
 662 }       bus_datum;
 663
 664 typedef struct INTDATA {
 665         u_char  int_type;
 666         u_short int_flags;
 667         u_char  src_bus_id;
 668         u_char  src_bus_irq;
 669         u_char  dst_apic_id;
 670         u_char  dst_apic_int;
 671         u_char  int_vector;
 672 }       io_int, local_int;
 673
 674 typedef struct BUSTYPENAME {
 675         u_char  type;
 676         char    name[7];
 677 }       bus_type_name;
 678
 679 static bus_type_name bus_type_table[] =
 680 {
 681         {CBUS, "CBUS"},
 682         {CBUSII, "CBUSII"},
 683         {EISA, "EISA"},
 684         {MCA, "MCA"},
 685         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
 686         {ISA, "ISA"},
 687         {MCA, "MCA"},
 688         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
 689         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
 690         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
 691         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
 692         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
 693         {PCI, "PCI"},
 694         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
 695         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
 696         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
 697         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
 698         {XPRESS, "XPRESS"},
 699         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"}
 700 };
 701 /* from MP spec v1.4, table 5-1 */
 702 static int default_data[7][5] =
 703 {
 704 /*   nbus, id0, type0, id1, type1 */
 705         {1, 0, ISA, 255, 255},
 706         {1, 0, EISA, 255, 255},
 707         {1, 0, EISA, 255, 255},
 708         {1, 0, MCA, 255, 255},
 709         {2, 0, ISA, 1, PCI},
 710         {2, 0, EISA, 1, PCI},
 711         {2, 0, MCA, 1, PCI}
 712 };
 713
 714
 715 /* the bus data */
 716 static bus_datum *bus_data;
 717
 718 #ifdef APIC_IO
 719 /* the IO INT data, one entry per possible APIC INTerrupt */
 720 static io_int  *io_apic_ints;
 721 static int nintrs;
 722 #endif
 723
 724 static int processor_entry      (proc_entry_ptr entry, int cpu);
 725 static int bus_entry            (bus_entry_ptr entry, int bus);
 726 #ifdef APIC_IO
 727 static int io_apic_entry        (io_apic_entry_ptr entry, int apic);
 728 static int int_entry            (int_entry_ptr entry, int intr);
 729 #endif
 730 static int lookup_bus_type      (char *name);
 731
 732
 733 /*
 734  * 1st pass on motherboard's Intel MP specification table.
 735  *
 736  * determines:
 737  *      cpu_apic_address (common to all CPUs)
 738  *      io_apic_address[N]
 739  *      mp_naps
 740  *      mp_nbusses
 741  *      mp_napics
 742  *      nintrs
 743  *      need_hyperthreading_fixup
 744  *      logical_cpus
 745  */
 746 static void
 747 mptable_pass1(struct mptable_pos *mpt)
 748 {
 749 #ifdef APIC_IO
 750         int     x;
 751 #endif
 752         mpfps_t fps;
 753         mpcth_t cth;
 754         int     totalSize;
 755         void*   position;
 756         int     count;
 757         int     type;
 758         u_int   id_mask;
 759
 760         POSTCODE(MPTABLE_PASS1_POST);
 761
 762         fps = mpt->mp_fps;
 763         KKASSERT(fps != NULL);
 764
 765 #ifdef APIC_IO
 766         /* clear various tables */
 767         for (x = 0; x < NAPICID; ++x) {
 768                 io_apic_address[x] = ~0;        /* IO APIC address table */
 769         }
 770 #endif
 771
 772         /* init everything to empty */
 773         mp_naps = 0;
 774         mp_nbusses = 0;
 775 #ifdef APIC_IO
 776         mp_napics = 0;
 777         nintrs = 0;
 778 #endif
 779         id_mask = 0;
 780
 781         /* check for use of 'default' configuration */
 782         if (fps->mpfb1 != 0) {
 783                 /* use default addresses */
 784                 cpu_apic_address = DEFAULT_APIC_BASE;
 785 #ifdef APIC_IO
 786                 io_apic_address[0] = DEFAULT_IO_APIC_BASE;
 787 #endif
 788
 789                 /* fill in with defaults */
 790                 mp_naps = 2;            /* includes BSP */
 791                 mp_nbusses = default_data[fps->mpfb1 - 1][0];
 792 #if defined(APIC_IO)
 793                 mp_napics = 1;
 794                 nintrs = 16;
 795 #endif  /* APIC_IO */
 796         }
 797         else {
 798                 cth = mpt->mp_cth;
 799                 if (cth == NULL)
 800                         panic("MP Configuration Table Header MISSING!");
 801
 802                 cpu_apic_address = (vm_offset_t) cth->apic_address;
 803
 804                 /* walk the table, recording info of interest */
 805                 totalSize = cth->base_table_length - sizeof(struct MPCTH);
 806                 position = (u_char *) cth + sizeof(struct MPCTH);
 807                 count = cth->entry_count;
 808
 809                 while (count--) {
 810                         switch (type = *(u_char *) position) {
 811                         case 0: /* processor_entry */
 812                                 if (((proc_entry_ptr)position)->cpu_flags
 813                                     & PROCENTRY_FLAG_EN) {
 814                                         ++mp_naps;
 815                                         id_mask |= 1 <<
 816                                             ((proc_entry_ptr)position)->apic_id;
 817                                 }
 818                                 break;
 819                         case 1: /* bus_entry */
 820                                 ++mp_nbusses;
 821                                 break;
 822                         case 2: /* io_apic_entry */
 823 #ifdef APIC_IO
 824                                 if (((io_apic_entry_ptr)position)->apic_flags
 825                                         & IOAPICENTRY_FLAG_EN)
 826                                         io_apic_address[mp_napics++] =
 827                                             (vm_offset_t)((io_apic_entry_ptr)
 828                                                 position)->apic_address;
 829 #endif
 830                                 break;
 831                         case 3: /* int_entry */
 832 #ifdef APIC_IO
 833                                 ++nintrs;
 834 #endif
 835                                 break;
 836                         case 4: /* int_entry */
 837                                 break;
 838                         default:
 839                                 panic("mpfps Base Table HOSED!");
 840                                 /* NOTREACHED */
 841                         }
 842
 843                         totalSize -= basetable_entry_types[type].length;
 844                         position = (uint8_t *)position +
 845                             basetable_entry_types[type].length;
 846                 }
 847         }
 848
 849         /* qualify the numbers */
 850         if (mp_naps > MAXCPU) {
 851                 kprintf("Warning: only using %d of %d available CPUs!\n",
 852                         MAXCPU, mp_naps);
 853                 mp_naps = MAXCPU;
 854         }
 855
 856         /* See if we need to fixup HT logical CPUs. */
 857         mptable_hyperthread_fixup(id_mask);
 858
 859         --mp_naps;      /* subtract the BSP */
 860 }
 861
 862
 863 /*
 864  * 2nd pass on motherboard's Intel MP specification table.
 865  *
 866  * sets:
 867  *      logical_cpus_mask
 868  *      ID_TO_IO(N), phy APIC ID to log CPU/IO table
 869  *      CPU_TO_ID(N), logical CPU to APIC ID table
 870  *      IO_TO_ID(N), logical IO to APIC ID table
 871  *      bus_data[N]
 872  *      io_apic_ints[N]
 873  */
 874 static int
 875 mptable_pass2(struct mptable_pos *mpt)
 876 {
 877         struct PROCENTRY proc;
 878         int     x;
 879         mpfps_t fps;
 880         mpcth_t cth;
 881         int     totalSize;
 882         void*   position;
 883         int     count;
 884         int     type;
 885         int     apic, bus, cpu, intr;
 886         int     i;
 887
 888         POSTCODE(MPTABLE_PASS2_POST);
 889
 890         fps = mpt->mp_fps;
 891         KKASSERT(fps != NULL);
 892
 893         /* Initialize fake proc entry for use with HT fixup. */
 894         bzero(&proc, sizeof(proc));
 895         proc.type = 0;
 896         proc.cpu_flags = PROCENTRY_FLAG_EN;
 897
 898 #ifdef APIC_IO
 899         MALLOC(io_apic_versions, u_int32_t *, sizeof(u_int32_t) * mp_napics,
 900             M_DEVBUF, M_WAITOK);
 901         MALLOC(ioapic, volatile ioapic_t **, sizeof(ioapic_t *) * mp_napics,
 902             M_DEVBUF, M_WAITOK | M_ZERO);
 903         MALLOC(io_apic_ints, io_int *, sizeof(io_int) * (nintrs + FIXUP_EXTRA_APIC_INTS),
 904             M_DEVBUF, M_WAITOK);
 905 #endif
 906         MALLOC(bus_data, bus_datum *, sizeof(bus_datum) * mp_nbusses,
 907             M_DEVBUF, M_WAITOK);
 908
 909 #ifdef APIC_IO
 910         for (i = 0; i < mp_napics; i++) {
 911                 ioapic[i] = permanent_io_mapping(io_apic_address[i]);
 912         }
 913 #endif
 914
 915         /* clear various tables */
 916         for (x = 0; x < NAPICID; ++x) {
 917                 CPU_TO_ID(x) = -1;      /* logical CPU to APIC ID table */
 918 #ifdef APIC_IO
 919                 ID_TO_IO(x) = -1;       /* phy APIC ID to log CPU/IO table */
 920                 IO_TO_ID(x) = -1;       /* logical IO to APIC ID table */
 921 #endif
 922         }
 923
 924         /* clear bus data table */
 925         for (x = 0; x < mp_nbusses; ++x)
 926                 bus_data[x].bus_id = 0xff;
 927
 928 #ifdef APIC_IO
 929         /* clear IO APIC INT table */
 930         for (x = 0; x < (nintrs + 1); ++x) {
 931                 io_apic_ints[x].int_type = 0xff;
 932                 io_apic_ints[x].int_vector = 0xff;
 933         }
 934 #endif
 935
 936         /* record whether PIC or virtual-wire mode */
 937         machintr_setvar_simple(MACHINTR_VAR_IMCR_PRESENT, fps->mpfb2 & 0x80);
 938
 939         /* check for use of 'default' configuration */
 940         if (fps->mpfb1 != 0)
 941                 return fps->mpfb1;      /* return default configuration type */
 942
 943         cth = mpt->mp_cth;
 944         if (cth == NULL)
 945                 panic("MP Configuration Table Header MISSING!");
 946
 947         /* walk the table, recording info of interest */
 948         totalSize = cth->base_table_length - sizeof(struct MPCTH);
 949         position = (u_char *) cth + sizeof(struct MPCTH);
 950         count = cth->entry_count;
 951         apic = bus = intr = 0;
 952         cpu = 1;                                /* pre-count the BSP */
 953
 954         while (count--) {
 955                 switch (type = *(u_char *) position) {
 956                 case 0:
 957                         if (processor_entry(position, cpu))
 958                                 ++cpu;
 959
 960                         if (need_hyperthreading_fixup) {
 961                                 /*
 962                                  * Create fake mptable processor entries
 963                                  * and feed them to processor_entry() to
 964                                  * enumerate the logical CPUs.
 965                                  */
 966                                 proc.apic_id = ((proc_entry_ptr)position)->apic_id;
 967                                 for (i = 1; i < logical_cpus; i++) {
 968                                         proc.apic_id++;
 969                                         processor_entry(&proc, cpu);
 970                                         logical_cpus_mask |= (1 << cpu);
 971                                         cpu++;
 972                                 }
 973                         }
 974                         break;
 975                 case 1:
 976                         if (bus_entry(position, bus))
 977                                 ++bus;
 978                         break;
 979                 case 2:
 980 #ifdef APIC_IO
 981                         if (io_apic_entry(position, apic))
 982                                 ++apic;
 983 #endif
 984                         break;
 985                 case 3:
 986 #ifdef APIC_IO
 987                         if (int_entry(position, intr))
 988                                 ++intr;
 989 #endif
 990                         break;
 991                 case 4:
 992                         /* int_entry(position); */
 993                         break;
 994                 default:
 995                         panic("mpfps Base Table HOSED!");
 996                         /* NOTREACHED */
 997                 }
 998
 999                 totalSize -= basetable_entry_types[type].length;
1000                 position = (uint8_t *)position + basetable_entry_types[type].length;
1001         }
1002
1003         if (CPU_TO_ID(0) < 0)
1004                 panic("NO BSP found!");
1005
1006         /* report fact that its NOT a default configuration */
1007         return 0;
1008 }
1009
1010
1011 /*
1012  * Check if we should perform a hyperthreading "fix-up" to
1013  * enumerate any logical CPU's that aren't already listed
1014  * in the table.
1015  *
1016  * XXX: We assume that all of the physical CPUs in the
1017  * system have the same number of logical CPUs.
1018  *
1019  * XXX: We assume that APIC ID's are allocated such that
1020  * the APIC ID's for a physical processor are aligned
1021  * with the number of logical CPU's in the processor.
1022  */
1023 static void
1024 mptable_hyperthread_fixup(u_int id_mask)
1025 {
1026         u_int i, id;
1027
1028         /* Nothing to do if there is no HTT support. */
1029         if ((cpu_feature & CPUID_HTT) == 0)
1030                 return;
1031         logical_cpus = (cpu_procinfo & CPUID_HTT_CORES) >> 16;
1032         if (logical_cpus <= 1)
1033                 return;
1034
1035         /*
1036          * For each APIC ID of a CPU that is set in the mask,
1037          * scan the other candidate APIC ID's for this
1038          * physical processor.  If any of those ID's are
1039          * already in the table, then kill the fixup.
1040          */
1041         for (id = 0; id <= MAXCPU; id++) {
1042                 if ((id_mask & 1 << id) == 0)
1043                         continue;
1044                 /* First, make sure we are on a logical_cpus boundary. */
1045                 if (id % logical_cpus != 0)
1046                         return;
1047                 for (i = id + 1; i < id + logical_cpus; i++)
1048                         if ((id_mask & 1 << i) != 0)
1049                                 return;
1050         }
1051
1052         /*
1053          * Ok, the ID's checked out, so enable the fixup.  We have to fixup
1054          * mp_naps right now.
1055          */
1056         need_hyperthreading_fixup = 1;
1057         mp_naps *= logical_cpus;
1058 }
1059
1060 static void
1061 mptable_map(struct mptable_pos *mpt, vm_paddr_t mpfps_paddr)
1062 {
1063         mpfps_t fps = NULL;
1064         mpcth_t cth = NULL;
1065         vm_size_t cth_mapsz = 0;
1066
1067         fps = pmap_mapdev(mpfps_paddr, sizeof(*fps));
1068         if (fps->pap != 0) {
1069                 /*
1070                  * Map configuration table header to get
1071                  * the base table size
1072                  */
1073                 cth = pmap_mapdev(fps->pap, sizeof(*cth));
1074                 cth_mapsz = cth->base_table_length;
1075                 pmap_unmapdev((vm_offset_t)cth, sizeof(*cth));
1076
1077                 /*
1078                  * Map the base table
1079                  */
1080                 cth = pmap_mapdev(fps->pap, cth_mapsz);
1081         }
1082
1083         mpt->mp_fps = fps;
1084         mpt->mp_cth = cth;
1085         mpt->mp_cth_mapsz = cth_mapsz;
1086 }
1087
1088 static void
1089 mptable_unmap(struct mptable_pos *mpt)
1090 {
1091         if (mpt->mp_cth != NULL) {
1092                 pmap_unmapdev((vm_offset_t)mpt->mp_cth, mpt->mp_cth_mapsz);
1093                 mpt->mp_cth = NULL;
1094                 mpt->mp_cth_mapsz = 0;
1095         }
1096         if (mpt->mp_fps != NULL) {
1097                 pmap_unmapdev((vm_offset_t)mpt->mp_fps, sizeof(*mpt->mp_fps));
1098                 mpt->mp_fps = NULL;
1099         }
1100 }
1101
1102 #ifdef APIC_IO
1103
1104 void
1105 assign_apic_irq(int apic, int intpin, int irq)
1106 {
1107         int x;
1108
1109         if (int_to_apicintpin[irq].ioapic != -1)
1110                 panic("assign_apic_irq: inconsistent table");
1111
1112         int_to_apicintpin[irq].ioapic = apic;
1113         int_to_apicintpin[irq].int_pin = intpin;
1114         int_to_apicintpin[irq].apic_address = ioapic[apic];
1115         int_to_apicintpin[irq].redirindex = IOAPIC_REDTBL + 2 * intpin;
1116
1117         for (x = 0; x < nintrs; x++) {
1118                 if ((io_apic_ints[x].int_type == 0 ||
1119                      io_apic_ints[x].int_type == 3) &&
1120                     io_apic_ints[x].int_vector == 0xff &&
1121                     io_apic_ints[x].dst_apic_id == IO_TO_ID(apic) &&
1122                     io_apic_ints[x].dst_apic_int == intpin)
1123                         io_apic_ints[x].int_vector = irq;
1124         }
1125 }
1126
1127 void
1128 revoke_apic_irq(int irq)
1129 {
1130         int x;
1131         int oldapic;
1132         int oldintpin;
1133
1134         if (int_to_apicintpin[irq].ioapic == -1)
1135                 panic("revoke_apic_irq: inconsistent table");
1136
1137         oldapic = int_to_apicintpin[irq].ioapic;
1138         oldintpin = int_to_apicintpin[irq].int_pin;
1139
1140         int_to_apicintpin[irq].ioapic = -1;
1141         int_to_apicintpin[irq].int_pin = 0;
1142         int_to_apicintpin[irq].apic_address = NULL;
1143         int_to_apicintpin[irq].redirindex = 0;
1144
1145         for (x = 0; x < nintrs; x++) {
1146                 if ((io_apic_ints[x].int_type == 0 ||
1147                      io_apic_ints[x].int_type == 3) &&
1148                     io_apic_ints[x].int_vector != 0xff &&
1149                     io_apic_ints[x].dst_apic_id == IO_TO_ID(oldapic) &&
1150                     io_apic_ints[x].dst_apic_int == oldintpin)
1151                         io_apic_ints[x].int_vector = 0xff;
1152         }
1153 }
1154
1155 /*
1156  * Allocate an IRQ
1157  */
1158 static void
1159 allocate_apic_irq(int intr)
1160 {
1161         int apic;
1162         int intpin;
1163         int irq;
1164
1165         if (io_apic_ints[intr].int_vector != 0xff)
1166                 return;         /* Interrupt handler already assigned */
1167
1168         if (io_apic_ints[intr].int_type != 0 &&
1169             (io_apic_ints[intr].int_type != 3 ||
1170              (io_apic_ints[intr].dst_apic_id == IO_TO_ID(0) &&
1171               io_apic_ints[intr].dst_apic_int == 0)))
1172                 return;         /* Not INT or ExtInt on != (0, 0) */
1173
1174         irq = 0;
1175         while (irq < APIC_INTMAPSIZE &&
1176                int_to_apicintpin[irq].ioapic != -1)
1177                 irq++;
1178
1179         if (irq >= APIC_INTMAPSIZE)
1180                 return;         /* No free interrupt handlers */
1181
1182         apic = ID_TO_IO(io_apic_ints[intr].dst_apic_id);
1183         intpin = io_apic_ints[intr].dst_apic_int;
1184
1185         assign_apic_irq(apic, intpin, irq);
1186 }
1187
1188
1189 static void
1190 swap_apic_id(int apic, int oldid, int newid)
1191 {
1192         int x;
1193         int oapic;
1194
1195
1196         if (oldid == newid)
1197                 return;                 /* Nothing to do */
1198
1199         kprintf("Changing APIC ID for IO APIC #%d from %d to %d in MP table\n",
1200                apic, oldid, newid);
1201
1202         /* Swap physical APIC IDs in interrupt entries */
1203         for (x = 0; x < nintrs; x++) {
1204                 if (io_apic_ints[x].dst_apic_id == oldid)
1205                         io_apic_ints[x].dst_apic_id = newid;
1206                 else if (io_apic_ints[x].dst_apic_id == newid)
1207                         io_apic_ints[x].dst_apic_id = oldid;
1208         }
1209
1210         /* Swap physical APIC IDs in IO_TO_ID mappings */
1211         for (oapic = 0; oapic < mp_napics; oapic++)
1212                 if (IO_TO_ID(oapic) == newid)
1213                         break;
1214
1215         if (oapic < mp_napics) {
1216                 kprintf("Changing APIC ID for IO APIC #%d from "
1217                        "%d to %d in MP table\n",
1218                        oapic, newid, oldid);
1219                 IO_TO_ID(oapic) = oldid;
1220         }
1221         IO_TO_ID(apic) = newid;
1222 }
1223
1224
1225 static void
1226 fix_id_to_io_mapping(void)
1227 {
1228         int x;
1229
1230         for (x = 0; x < NAPICID; x++)
1231                 ID_TO_IO(x) = -1;
1232
1233         for (x = 0; x <= mp_naps; x++)
1234                 if (CPU_TO_ID(x) < NAPICID)
1235                         ID_TO_IO(CPU_TO_ID(x)) = x;
1236
1237         for (x = 0; x < mp_napics; x++)
1238                 if (IO_TO_ID(x) < NAPICID)
1239                         ID_TO_IO(IO_TO_ID(x)) = x;
1240 }
1241
1242
1243 static int
1244 first_free_apic_id(void)
1245 {
1246         int freeid, x;
1247
1248         for (freeid = 0; freeid < NAPICID; freeid++) {
1249                 for (x = 0; x <= mp_naps; x++)
1250                         if (CPU_TO_ID(x) == freeid)
1251                                 break;
1252                 if (x <= mp_naps)
1253                         continue;
1254                 for (x = 0; x < mp_napics; x++)
1255                         if (IO_TO_ID(x) == freeid)
1256                                 break;
1257                 if (x < mp_napics)
1258                         continue;
1259                 return freeid;
1260         }
1261         return freeid;
1262 }
1263
1264
1265 static int
1266 io_apic_id_acceptable(int apic, int id)
1267 {
1268         int cpu;                /* Logical CPU number */
1269         int oapic;              /* Logical IO APIC number for other IO APIC */
1270
1271         if (id >= NAPICID)
1272                 return 0;       /* Out of range */
1273
1274         for (cpu = 0; cpu <= mp_naps; cpu++)
1275                 if (CPU_TO_ID(cpu) == id)
1276                         return 0;       /* Conflict with CPU */
1277
1278         for (oapic = 0; oapic < mp_napics && oapic < apic; oapic++)
1279                 if (IO_TO_ID(oapic) == id)
1280                         return 0;       /* Conflict with other APIC */
1281
1282         return 1;               /* ID is acceptable for IO APIC */
1283 }
1284
1285 static
1286 io_int *
1287 io_apic_find_int_entry(int apic, int pin)
1288 {
1289         int     x;
1290
1291         /* search each of the possible INTerrupt sources */
1292         for (x = 0; x < nintrs; ++x) {
1293                 if ((apic == ID_TO_IO(io_apic_ints[x].dst_apic_id)) &&
1294                     (pin == io_apic_ints[x].dst_apic_int))
1295                         return (&io_apic_ints[x]);
1296         }
1297         return NULL;
1298 }
1299
1300 #endif
1301
1302 /*
1303  * parse an Intel MP specification table
1304  */
1305 static void
1306 fix_mp_table(void)
1307 {
1308         int     x;
1309 #ifdef APIC_IO
1310         int     id;
1311         int     apic;           /* IO APIC unit number */
1312         int     freeid;         /* Free physical APIC ID */
1313         int     physid;         /* Current physical IO APIC ID */
1314         io_int *io14;
1315 #endif
1316         int     bus_0 = 0;      /* Stop GCC warning */
1317         int     bus_pci = 0;    /* Stop GCC warning */
1318         int     num_pci_bus;
1319
1320         /*
1321          * Fix mis-numbering of the PCI bus and its INT entries if the BIOS
1322          * did it wrong.  The MP spec says that when more than 1 PCI bus
1323          * exists the BIOS must begin with bus entries for the PCI bus and use
1324          * actual PCI bus numbering.  This implies that when only 1 PCI bus
1325          * exists the BIOS can choose to ignore this ordering, and indeed many
1326          * MP motherboards do ignore it.  This causes a problem when the PCI
1327          * sub-system makes requests of the MP sub-system based on PCI bus
1328          * numbers.     So here we look for the situation and renumber the
1329          * busses and associated INTs in an effort to "make it right".
1330          */
1331
1332         /* find bus 0, PCI bus, count the number of PCI busses */
1333         for (num_pci_bus = 0, x = 0; x < mp_nbusses; ++x) {
1334                 if (bus_data[x].bus_id == 0) {
1335                         bus_0 = x;
1336                 }
1337                 if (bus_data[x].bus_type == PCI) {
1338                         ++num_pci_bus;
1339                         bus_pci = x;
1340                 }
1341         }
1342         /*
1343          * bus_0 == slot of bus with ID of 0
1344          * bus_pci == slot of last PCI bus encountered
1345          */
1346
1347         /* check the 1 PCI bus case for sanity */
1348         /* if it is number 0 all is well */
1349         if (num_pci_bus == 1 &&
1350             bus_data[bus_pci].bus_id != 0) {
1351
1352                 /* mis-numbered, swap with whichever bus uses slot 0 */
1353
1354                 /* swap the bus entry types */
1355                 bus_data[bus_pci].bus_type = bus_data[bus_0].bus_type;
1356                 bus_data[bus_0].bus_type = PCI;
1357
1358 #ifdef APIC_IO
1359                 /* swap each relavant INTerrupt entry */
1360                 id = bus_data[bus_pci].bus_id;
1361                 for (x = 0; x < nintrs; ++x) {
1362                         if (io_apic_ints[x].src_bus_id == id) {
1363                                 io_apic_ints[x].src_bus_id = 0;
1364                         }
1365                         else if (io_apic_ints[x].src_bus_id == 0) {
1366                                 io_apic_ints[x].src_bus_id = id;
1367                         }
1368                 }
1369 #endif
1370         }
1371
1372 #ifdef APIC_IO
1373         /* Assign IO APIC IDs.
1374          *
1375          * First try the existing ID. If a conflict is detected, try
1376          * the ID in the MP table.  If a conflict is still detected, find
1377          * a free id.
1378          *
1379          * We cannot use the ID_TO_IO table before all conflicts has been
1380          * resolved and the table has been corrected.
1381          */
1382         for (apic = 0; apic < mp_napics; ++apic) { /* For all IO APICs */
1383
1384                 /* First try to use the value set by the BIOS */
1385                 physid = io_apic_get_id(apic);
1386                 if (io_apic_id_acceptable(apic, physid)) {
1387                         if (IO_TO_ID(apic) != physid)
1388                                 swap_apic_id(apic, IO_TO_ID(apic), physid);
1389                         continue;
1390                 }
1391
1392                 /* Then check if the value in the MP table is acceptable */
1393                 if (io_apic_id_acceptable(apic, IO_TO_ID(apic)))
1394                         continue;
1395
1396                 /* Last resort, find a free APIC ID and use it */
1397                 freeid = first_free_apic_id();
1398                 if (freeid >= NAPICID)
1399                         panic("No free physical APIC IDs found");
1400
1401                 if (io_apic_id_acceptable(apic, freeid)) {
1402                         swap_apic_id(apic, IO_TO_ID(apic), freeid);
1403                         continue;
1404                 }
1405                 panic("Free physical APIC ID not usable");
1406         }
1407         fix_id_to_io_mapping();
1408 #endif
1409
1410 #ifdef APIC_IO
1411         /* detect and fix broken Compaq MP table */
1412         if (apic_int_type(0, 0) == -1) {
1413                 kprintf("APIC_IO: MP table broken: 8259->APIC entry missing!\n");
1414                 io_apic_ints[nintrs].int_type = 3;      /* ExtInt */
1415                 io_apic_ints[nintrs].int_vector = 0xff; /* Unassigned */
1416                 /* XXX fixme, set src bus id etc, but it doesn't seem to hurt */
1417                 io_apic_ints[nintrs].dst_apic_id = IO_TO_ID(0);
1418                 io_apic_ints[nintrs].dst_apic_int = 0;  /* Pin 0 */
1419                 nintrs++;
1420         } else if (apic_int_type(0, 0) == 0) {
1421                 kprintf("APIC_IO: MP table broken: ExtINT entry corrupt!\n");
1422                 for (x = 0; x < nintrs; ++x)
1423                         if ((0 == ID_TO_IO(io_apic_ints[x].dst_apic_id)) &&
1424                             (0 == io_apic_ints[x].dst_apic_int)) {
1425                                 io_apic_ints[x].int_type = 3;
1426                                 io_apic_ints[x].int_vector = 0xff;
1427                                 break;
1428                         }
1429         }
1430
1431         /*
1432          * Fix missing IRQ 15 when IRQ 14 is an ISA interrupt.  IDE
1433          * controllers universally come in pairs.  If IRQ 14 is specified
1434          * as an ISA interrupt, then IRQ 15 had better be too.
1435          *
1436          * [ Shuttle XPC / AMD Athlon X2 ]
1437          *      The MPTable is missing an entry for IRQ 15.  Note that the
1438          *      ACPI table has an entry for both 14 and 15.
1439          */
1440         if (apic_int_type(0, 14) == 0 && apic_int_type(0, 15) == -1) {
1441                 kprintf("APIC_IO: MP table broken: IRQ 15 not ISA when IRQ 14 is!\n");
1442                 io14 = io_apic_find_int_entry(0, 14);
1443                 io_apic_ints[nintrs] = *io14;
1444                 io_apic_ints[nintrs].src_bus_irq = 15;
1445                 io_apic_ints[nintrs].dst_apic_int = 15;
1446                 nintrs++;
1447         }
1448 #endif
1449 }
1450
1451 #ifdef APIC_IO
1452
1453 /* Assign low level interrupt handlers */
1454 static void
1455 setup_apic_irq_mapping(void)
1456 {
1457         int     x;
1458         int     int_vector;
1459
1460         /* Clear array */
1461         for (x = 0; x < APIC_INTMAPSIZE; x++) {
1462                 int_to_apicintpin[x].ioapic = -1;
1463                 int_to_apicintpin[x].int_pin = 0;
1464                 int_to_apicintpin[x].apic_address = NULL;
1465                 int_to_apicintpin[x].redirindex = 0;
1466         }
1467
1468         /* First assign ISA/EISA interrupts */
1469         for (x = 0; x < nintrs; x++) {
1470                 int_vector = io_apic_ints[x].src_bus_irq;
1471                 if (int_vector < APIC_INTMAPSIZE &&
1472                     io_apic_ints[x].int_vector == 0xff &&
1473                     int_to_apicintpin[int_vector].ioapic == -1 &&
1474                     (apic_int_is_bus_type(x, ISA) ||
1475                      apic_int_is_bus_type(x, EISA)) &&
1476                     io_apic_ints[x].int_type == 0) {
1477                         assign_apic_irq(ID_TO_IO(io_apic_ints[x].dst_apic_id),
1478                                         io_apic_ints[x].dst_apic_int,
1479                                         int_vector);
1480                 }
1481         }
1482
1483         /* Assign ExtInt entry if no ISA/EISA interrupt 0 entry */
1484         for (x = 0; x < nintrs; x++) {
1485                 if (io_apic_ints[x].dst_apic_int == 0 &&
1486                     io_apic_ints[x].dst_apic_id == IO_TO_ID(0) &&
1487                     io_apic_ints[x].int_vector == 0xff &&
1488                     int_to_apicintpin[0].ioapic == -1 &&
1489                     io_apic_ints[x].int_type == 3) {
1490                         assign_apic_irq(0, 0, 0);
1491                         break;
1492                 }
1493         }
1494
1495         /* Assign PCI interrupts */
1496         for (x = 0; x < nintrs; ++x) {
1497                 if (io_apic_ints[x].int_type == 0 &&
1498                     io_apic_ints[x].int_vector == 0xff &&
1499                     apic_int_is_bus_type(x, PCI))
1500                         allocate_apic_irq(x);
1501         }
1502 }
1503
1504 #endif
1505
1506 static int
1507 processor_entry(proc_entry_ptr entry, int cpu)
1508 {
1509         KKASSERT(cpu > 0);
1510
1511         /* check for usability */
1512         if (!(entry->cpu_flags & PROCENTRY_FLAG_EN))
1513                 return 0;
1514
1515         if(entry->apic_id >= NAPICID)
1516                 panic("CPU APIC ID out of range (0..%d)", NAPICID - 1);
1517         /* check for BSP flag */
1518         if (entry->cpu_flags & PROCENTRY_FLAG_BP) {
1519                 CPU_TO_ID(0) = entry->apic_id;
1520                 ID_TO_CPU(entry->apic_id) = 0;
1521                 return 0;       /* its already been counted */
1522         }
1523
1524         /* add another AP to list, if less than max number of CPUs */
1525         else if (cpu < MAXCPU) {
1526                 CPU_TO_ID(cpu) = entry->apic_id;
1527                 ID_TO_CPU(entry->apic_id) = cpu;
1528                 return 1;
1529         }
1530
1531         return 0;
1532 }
1533
1534
1535 static int
1536 bus_entry(bus_entry_ptr entry, int bus)
1537 {
1538         int     x;
1539         char    c, name[8];
1540
1541         /* encode the name into an index */
1542         for (x = 0; x < 6; ++x) {
1543                 if ((c = entry->bus_type[x]) == ' ')
1544                         break;
1545                 name[x] = c;
1546         }
1547         name[x] = '\0';
1548
1549         if ((x = lookup_bus_type(name)) == UNKNOWN_BUSTYPE)
1550                 panic("unknown bus type: '%s'", name);
1551
1552         bus_data[bus].bus_id = entry->bus_id;
1553         bus_data[bus].bus_type = x;
1554
1555         return 1;
1556 }
1557
1558 #ifdef APIC_IO
1559
1560 static int
1561 io_apic_entry(io_apic_entry_ptr entry, int apic)
1562 {
1563         if (!(entry->apic_flags & IOAPICENTRY_FLAG_EN))
1564                 return 0;
1565
1566         IO_TO_ID(apic) = entry->apic_id;
1567         if (entry->apic_id < NAPICID)
1568                 ID_TO_IO(entry->apic_id) = apic;
1569
1570         return 1;
1571 }
1572
1573 #endif
1574
1575 static int
1576 lookup_bus_type(char *name)
1577 {
1578         int     x;
1579
1580         for (x = 0; x < MAX_BUSTYPE; ++x)
1581                 if (strcmp(bus_type_table[x].name, name) == 0)
1582                         return bus_type_table[x].type;
1583
1584         return UNKNOWN_BUSTYPE;
1585 }
1586
1587 #ifdef APIC_IO
1588
1589 static int
1590 int_entry(int_entry_ptr entry, int intr)
1591 {
1592         int apic;
1593
1594         io_apic_ints[intr].int_type = entry->int_type;
1595         io_apic_ints[intr].int_flags = entry->int_flags;
1596         io_apic_ints[intr].src_bus_id = entry->src_bus_id;
1597         io_apic_ints[intr].src_bus_irq = entry->src_bus_irq;
1598         if (entry->dst_apic_id == 255) {
1599                 /* This signal goes to all IO APICS.  Select an IO APIC
1600                    with sufficient number of interrupt pins */
1601                 for (apic = 0; apic < mp_napics; apic++)
1602                         if (((io_apic_read(apic, IOAPIC_VER) &
1603                               IOART_VER_MAXREDIR) >> MAXREDIRSHIFT) >=
1604                             entry->dst_apic_int)
1605                                 break;
1606                 if (apic < mp_napics)
1607                         io_apic_ints[intr].dst_apic_id = IO_TO_ID(apic);
1608                 else
1609                         io_apic_ints[intr].dst_apic_id = entry->dst_apic_id;
1610         } else
1611                 io_apic_ints[intr].dst_apic_id = entry->dst_apic_id;
1612         io_apic_ints[intr].dst_apic_int = entry->dst_apic_int;
1613
1614         return 1;
1615 }
1616
1617 static int
1618 apic_int_is_bus_type(int intr, int bus_type)
1619 {
1620         int     bus;
1621
1622         for (bus = 0; bus < mp_nbusses; ++bus)
1623                 if ((bus_data[bus].bus_id == io_apic_ints[intr].src_bus_id)
1624                     && ((int) bus_data[bus].bus_type == bus_type))
1625                         return 1;
1626
1627         return 0;
1628 }
1629
1630 /*
1631  * Given a traditional ISA INT mask, return an APIC mask.
1632  */
1633 u_int
1634 isa_apic_mask(u_int isa_mask)
1635 {
1636         int isa_irq;
1637         int apic_pin;
1638
1639 #if defined(SKIP_IRQ15_REDIRECT)
1640         if (isa_mask == (1 << 15)) {
1641                 kprintf("skipping ISA IRQ15 redirect\n");
1642                 return isa_mask;
1643         }
1644 #endif  /* SKIP_IRQ15_REDIRECT */
1645
1646         isa_irq = ffs(isa_mask);                /* find its bit position */
1647         if (isa_irq == 0)                       /* doesn't exist */
1648                 return 0;
1649         --isa_irq;                              /* make it zero based */
1650
1651         apic_pin = isa_apic_irq(isa_irq);       /* look for APIC connection */
1652         if (apic_pin == -1)
1653                 return 0;
1654
1655         return (1 << apic_pin);                 /* convert pin# to a mask */
1656 }
1657
1658 /*
1659  * Determine which APIC pin an ISA/EISA INT is attached to.
1660  */
1661 #define INTTYPE(I)      (io_apic_ints[(I)].int_type)
1662 #define INTPIN(I)       (io_apic_ints[(I)].dst_apic_int)
1663 #define INTIRQ(I)       (io_apic_ints[(I)].int_vector)
1664 #define INTAPIC(I)      (ID_TO_IO(io_apic_ints[(I)].dst_apic_id))
1665
1666 #define SRCBUSIRQ(I)    (io_apic_ints[(I)].src_bus_irq)
1667 int
1668 isa_apic_irq(int isa_irq)
1669 {
1670         int     intr;
1671
1672         for (intr = 0; intr < nintrs; ++intr) {         /* check each record */
1673                 if (INTTYPE(intr) == 0) {               /* standard INT */
1674                         if (SRCBUSIRQ(intr) == isa_irq) {
1675                                 if (apic_int_is_bus_type(intr, ISA) ||
1676                                     apic_int_is_bus_type(intr, EISA)) {
1677                                         if (INTIRQ(intr) == 0xff)
1678                                                 return -1; /* unassigned */
1679                                         return INTIRQ(intr);    /* found */
1680                                 }
1681                         }
1682                 }
1683         }
1684         return -1;                                      /* NOT found */
1685 }
1686
1687
1688 /*
1689  * Determine which APIC pin a PCI INT is attached to.
1690  */
1691 #define SRCBUSID(I)     (io_apic_ints[(I)].src_bus_id)
1692 #define SRCBUSDEVICE(I) ((io_apic_ints[(I)].src_bus_irq >> 2) & 0x1f)
1693 #define SRCBUSLINE(I)   (io_apic_ints[(I)].src_bus_irq & 0x03)
1694 int
1695 pci_apic_irq(int pciBus, int pciDevice, int pciInt)
1696 {
1697         int     intr;
1698
1699         --pciInt;                                       /* zero based */
1700
1701         for (intr = 0; intr < nintrs; ++intr) {         /* check each record */
1702                 if ((INTTYPE(intr) == 0)                /* standard INT */
1703                     && (SRCBUSID(intr) == pciBus)
1704                     && (SRCBUSDEVICE(intr) == pciDevice)
1705                     && (SRCBUSLINE(intr) == pciInt)) {  /* a candidate IRQ */
1706                         if (apic_int_is_bus_type(intr, PCI)) {
1707                                 if (INTIRQ(intr) == 0xff) {
1708                                         kprintf("IOAPIC: pci_apic_irq() "
1709                                                 "failed\n");
1710                                         return -1;      /* unassigned */
1711                                 }
1712                                 return INTIRQ(intr);    /* exact match */
1713                         }
1714                 }
1715         }
1716
1717         return -1;                                      /* NOT found */
1718 }
1719
1720 int
1721 next_apic_irq(int irq)
1722 {
1723         int intr, ointr;
1724         int bus, bustype;
1725
1726         bus = 0;
1727         bustype = 0;
1728         for (intr = 0; intr < nintrs; intr++) {
1729                 if (INTIRQ(intr) != irq || INTTYPE(intr) != 0)
1730                         continue;
1731                 bus = SRCBUSID(intr);
1732                 bustype = apic_bus_type(bus);
1733                 if (bustype != ISA &&
1734                     bustype != EISA &&
1735                     bustype != PCI)
1736                         continue;
1737                 break;
1738         }
1739         if (intr >= nintrs) {
1740                 return -1;
1741         }
1742         for (ointr = intr + 1; ointr < nintrs; ointr++) {
1743                 if (INTTYPE(ointr) != 0)
1744                         continue;
1745                 if (bus != SRCBUSID(ointr))
1746                         continue;
1747                 if (bustype == PCI) {
1748                         if (SRCBUSDEVICE(intr) != SRCBUSDEVICE(ointr))
1749                                 continue;
1750                         if (SRCBUSLINE(intr) != SRCBUSLINE(ointr))
1751                                 continue;
1752                 }
1753                 if (bustype == ISA || bustype == EISA) {
1754                         if (SRCBUSIRQ(intr) != SRCBUSIRQ(ointr))
1755                                 continue;
1756                 }
1757                 if (INTPIN(intr) == INTPIN(ointr))
1758                         continue;
1759                 break;
1760         }
1761         if (ointr >= nintrs) {
1762                 return -1;
1763         }
1764         return INTIRQ(ointr);
1765 }
1766 #undef SRCBUSLINE
1767 #undef SRCBUSDEVICE
1768 #undef SRCBUSID
1769 #undef SRCBUSIRQ
1770
1771 #undef INTPIN
1772 #undef INTIRQ
1773 #undef INTAPIC
1774 #undef INTTYPE
1775
1776 #endif
1777
1778 /*
1779  * Reprogram the MB chipset to NOT redirect an ISA INTerrupt.
1780  *
1781  * XXX FIXME:
1782  *  Exactly what this means is unclear at this point.  It is a solution
1783  *  for motherboards that redirect the MBIRQ0 pin.  Generically a motherboard
1784  *  could route any of the ISA INTs to upper (>15) IRQ values.  But most would
1785  *  NOT be redirected via MBIRQ0, thus "undirect()ing" them would NOT be an
1786  *  option.
1787  */
1788 int
1789 undirect_isa_irq(int rirq)
1790 {
1791 #if defined(READY)
1792         if (bootverbose)
1793             kprintf("Freeing redirected ISA irq %d.\n", rirq);
1794         /** FIXME: tickle the MB redirector chip */
1795         return /* XXX */;
1796 #else
1797         if (bootverbose)
1798             kprintf("Freeing (NOT implemented) redirected ISA irq %d.\n", rirq);
1799         return 0;
1800 #endif  /* READY */
1801 }
1802
1803
1804 /*
1805  * Reprogram the MB chipset to NOT redirect a PCI INTerrupt
1806  */
1807 int
1808 undirect_pci_irq(int rirq)
1809 {
1810 #if defined(READY)
1811         if (bootverbose)
1812                 kprintf("Freeing redirected PCI irq %d.\n", rirq);
1813
1814         /** FIXME: tickle the MB redirector chip */
1815         return /* XXX */;
1816 #else
1817         if (bootverbose)
1818                 kprintf("Freeing (NOT implemented) redirected PCI irq %d.\n",
1819                        rirq);
1820         return 0;
1821 #endif  /* READY */
1822 }
1823
1824
1825 /*
1826  * given a bus ID, return:
1827  *  the bus type if found
1828  *  -1 if NOT found
1829  */
1830 int
1831 apic_bus_type(int id)
1832 {
1833         int     x;
1834
1835         for (x = 0; x < mp_nbusses; ++x)
1836                 if (bus_data[x].bus_id == id)
1837                         return bus_data[x].bus_type;
1838
1839         return -1;
1840 }
1841
1842 #ifdef APIC_IO
1843
1844 /*
1845  * given a LOGICAL APIC# and pin#, return:
1846  *  the associated src bus ID if found
1847  *  -1 if NOT found
1848  */
1849 int
1850 apic_src_bus_id(int apic, int pin)
1851 {
1852         int     x;
1853
1854         /* search each of the possible INTerrupt sources */
1855         for (x = 0; x < nintrs; ++x)
1856                 if ((apic == ID_TO_IO(io_apic_ints[x].dst_apic_id)) &&
1857                     (pin == io_apic_ints[x].dst_apic_int))
1858                         return (io_apic_ints[x].src_bus_id);
1859
1860         return -1;              /* NOT found */
1861 }
1862
1863 /*
1864  * given a LOGICAL APIC# and pin#, return:
1865  *  the associated src bus IRQ if found
1866  *  -1 if NOT found
1867  */
1868 int
1869 apic_src_bus_irq(int apic, int pin)
1870 {
1871         int     x;
1872
1873         for (x = 0; x < nintrs; x++)
1874                 if ((apic == ID_TO_IO(io_apic_ints[x].dst_apic_id)) &&
1875                     (pin == io_apic_ints[x].dst_apic_int))
1876                         return (io_apic_ints[x].src_bus_irq);
1877
1878         return -1;              /* NOT found */
1879 }
1880
1881
1882 /*
1883  * given a LOGICAL APIC# and pin#, return:
1884  *  the associated INTerrupt type if found
1885  *  -1 if NOT found
1886  */
1887 int
1888 apic_int_type(int apic, int pin)
1889 {
1890         int     x;
1891
1892         /* search each of the possible INTerrupt sources */
1893         for (x = 0; x < nintrs; ++x) {
1894                 if ((apic == ID_TO_IO(io_apic_ints[x].dst_apic_id)) &&
1895                     (pin == io_apic_ints[x].dst_apic_int))
1896                         return (io_apic_ints[x].int_type);
1897         }
1898         return -1;              /* NOT found */
1899 }
1900
1901 /*
1902  * Return the IRQ associated with an APIC pin
1903  */
1904 int
1905 apic_irq(int apic, int pin)
1906 {
1907         int x;
1908         int res;
1909
1910         for (x = 0; x < nintrs; ++x) {
1911                 if ((apic == ID_TO_IO(io_apic_ints[x].dst_apic_id)) &&
1912                     (pin == io_apic_ints[x].dst_apic_int)) {
1913                         res = io_apic_ints[x].int_vector;
1914                         if (res == 0xff)
1915                                 return -1;
1916                         if (apic != int_to_apicintpin[res].ioapic)
1917                                 panic("apic_irq: inconsistent table %d/%d", apic, int_to_apicintpin[res].ioapic);
1918                         if (pin != int_to_apicintpin[res].int_pin)
1919                                 panic("apic_irq inconsistent table (2)");
1920                         return res;
1921                 }
1922         }
1923         return -1;
1924 }
1925
1926
1927 /*
1928  * given a LOGICAL APIC# and pin#, return:
1929  *  the associated trigger mode if found
1930  *  -1 if NOT found
1931  */
1932 int
1933 apic_trigger(int apic, int pin)
1934 {
1935         int     x;
1936
1937         /* search each of the possible INTerrupt sources */
1938         for (x = 0; x < nintrs; ++x)
1939                 if ((apic == ID_TO_IO(io_apic_ints[x].dst_apic_id)) &&
1940                     (pin == io_apic_ints[x].dst_apic_int))
1941                         return ((io_apic_ints[x].int_flags >> 2) & 0x03);
1942
1943         return -1;              /* NOT found */
1944 }
1945
1946
1947 /*
1948  * given a LOGICAL APIC# and pin#, return:
1949  *  the associated 'active' level if found
1950  *  -1 if NOT found
1951  */
1952 int
1953 apic_polarity(int apic, int pin)
1954 {
1955         int     x;
1956
1957         /* search each of the possible INTerrupt sources */
1958         for (x = 0; x < nintrs; ++x)
1959                 if ((apic == ID_TO_IO(io_apic_ints[x].dst_apic_id)) &&
1960                     (pin == io_apic_ints[x].dst_apic_int))
1961                         return (io_apic_ints[x].int_flags & 0x03);
1962
1963         return -1;              /* NOT found */
1964 }
1965
1966 #endif
1967
1968 /*
1969  * set data according to MP defaults
1970  * FIXME: probably not complete yet...
1971  */
1972 static void
1973 default_mp_table(int type)
1974 {
1975         int     ap_cpu_id, boot_cpu_id;
1976 #if defined(APIC_IO)
1977         int     io_apic_id;
1978         int     pin;
1979 #endif  /* APIC_IO */
1980
1981 #if 0
1982         kprintf("  MP default config type: %d\n", type);
1983         switch (type) {
1984         case 1:
1985                 kprintf("   bus: ISA, APIC: 82489DX\n");
1986                 break;
1987         case 2:
1988                 kprintf("   bus: EISA, APIC: 82489DX\n");
1989                 break;
1990         case 3:
1991                 kprintf("   bus: EISA, APIC: 82489DX\n");
1992                 break;
1993         case 4:
1994                 kprintf("   bus: MCA, APIC: 82489DX\n");
1995                 break;
1996         case 5:
1997                 kprintf("   bus: ISA+PCI, APIC: Integrated\n");
1998                 break;
1999         case 6:
2000                 kprintf("   bus: EISA+PCI, APIC: Integrated\n");
2001                 break;
2002         case 7:
2003                 kprintf("   bus: MCA+PCI, APIC: Integrated\n");
2004                 break;
2005         default:
2006                 kprintf("   future type\n");
2007                 break;
2008                 /* NOTREACHED */
2009         }
2010 #endif  /* 0 */
2011
2012         boot_cpu_id = (lapic->id & APIC_ID_MASK) >> 24;
2013         ap_cpu_id = (boot_cpu_id == 0) ? 1 : 0;
2014
2015         /* BSP */
2016         CPU_TO_ID(0) = boot_cpu_id;
2017         ID_TO_CPU(boot_cpu_id) = 0;
2018
2019         /* one and only AP */
2020         CPU_TO_ID(1) = ap_cpu_id;
2021         ID_TO_CPU(ap_cpu_id) = 1;
2022
2023 #if defined(APIC_IO)
2024         /* one and only IO APIC */
2025         io_apic_id = (io_apic_read(0, IOAPIC_ID) & APIC_ID_MASK) >> 24;
2026
2027         /*
2028          * sanity check, refer to MP spec section 3.6.6, last paragraph
2029          * necessary as some hardware isn't properly setting up the IO APIC
2030          */
2031 #if defined(REALLY_ANAL_IOAPICID_VALUE)
2032         if (io_apic_id != 2) {
2033 #else
2034         if ((io_apic_id == 0) || (io_apic_id == 1) || (io_apic_id == 15)) {
2035 #endif  /* REALLY_ANAL_IOAPICID_VALUE */
2036                 io_apic_set_id(0, 2);
2037                 io_apic_id = 2;
2038         }
2039         IO_TO_ID(0) = io_apic_id;
2040         ID_TO_IO(io_apic_id) = 0;
2041 #endif  /* APIC_IO */
2042
2043         /* fill out bus entries */
2044         switch (type) {
2045         case 1:
2046         case 2:
2047         case 3:
2048         case 4:
2049         case 5:
2050         case 6:
2051         case 7:
2052                 bus_data[0].bus_id = default_data[type - 1][1];
2053                 bus_data[0].bus_type = default_data[type - 1][2];
2054                 bus_data[1].bus_id = default_data[type - 1][3];
2055                 bus_data[1].bus_type = default_data[type - 1][4];
2056                 break;
2057
2058         /* case 4: case 7:                 MCA NOT supported */
2059         default:                /* illegal/reserved */
2060                 panic("BAD default MP config: %d", type);
2061                 /* NOTREACHED */
2062         }
2063
2064 #if defined(APIC_IO)
2065         /* general cases from MP v1.4, table 5-2 */
2066         for (pin = 0; pin < 16; ++pin) {
2067                 io_apic_ints[pin].int_type = 0;
2068                 io_apic_ints[pin].int_flags = 0x05;     /* edge/active-hi */
2069                 io_apic_ints[pin].src_bus_id = 0;
2070                 io_apic_ints[pin].src_bus_irq = pin;    /* IRQ2 caught below */
2071                 io_apic_ints[pin].dst_apic_id = io_apic_id;
2072                 io_apic_ints[pin].dst_apic_int = pin;   /* 1-to-1 */
2073         }
2074
2075         /* special cases from MP v1.4, table 5-2 */
2076         if (type == 2) {
2077                 io_apic_ints[2].int_type = 0xff;        /* N/C */
2078                 io_apic_ints[13].int_type = 0xff;       /* N/C */
2079 #if !defined(APIC_MIXED_MODE)
2080                 /** FIXME: ??? */
2081                 panic("sorry, can't support type 2 default yet");
2082 #endif  /* APIC_MIXED_MODE */
2083         }
2084         else
2085                 io_apic_ints[2].src_bus_irq = 0;        /* ISA IRQ0 is on APIC INT 2 */
2086
2087         if (type == 7)
2088                 io_apic_ints[0].int_type = 0xff;        /* N/C */
2089         else
2090                 io_apic_ints[0].int_type = 3;   /* vectored 8259 */
2091 #endif  /* APIC_IO */
2092 }
2093
2094 /*
2095  * Map a physical memory address representing I/O into KVA.  The I/O
2096  * block is assumed not to cross a page boundary.
2097  */
2098 void *
2099 permanent_io_mapping(vm_paddr_t pa)
2100 {
2101         KKASSERT(pa < 0x100000000LL);
2102
2103         return pmap_mapdev_uncacheable(pa, PAGE_SIZE);
2104 }
2105
2106 /*
2107  * start each AP in our list
2108  */
2109 static int
2110 start_all_aps(u_int boot_addr)
2111 {
2112         vm_offset_t va = boot_address + KERNBASE;
2113         u_int64_t *pt4, *pt3, *pt2;
2114         int     x, i, pg;
2115         int     shift;
2116         int     smicount;
2117         int     smibest;
2118         int     smilast;
2119         u_char  mpbiosreason;
2120         u_long  mpbioswarmvec;
2121         struct mdglobaldata *gd;
2122         struct privatespace *ps;
2123
2124         POSTCODE(START_ALL_APS_POST);
2125
2126         /* Initialize BSP's local APIC */
2127         apic_initialize(TRUE);
2128         bsp_apic_ready = 1;
2129
2130         /* install the AP 1st level boot code */
2131         pmap_kenter(va, boot_address);
2132         cpu_invlpg((void *)va);         /* JG XXX */
2133         bcopy(mptramp_start, (void *)va, bootMP_size);
2134
2135         /* Locate the page tables, they'll be below the trampoline */
2136         pt4 = (u_int64_t *)(uintptr_t)(mptramp_pagetables + KERNBASE);
2137         pt3 = pt4 + (PAGE_SIZE) / sizeof(u_int64_t);
2138         pt2 = pt3 + (PAGE_SIZE) / sizeof(u_int64_t);
2139
2140         /* Create the initial 1GB replicated page tables */
2141         for (i = 0; i < 512; i++) {
2142                 /* Each slot of the level 4 pages points to the same level 3 page */
2143                 pt4[i] = (u_int64_t)(uintptr_t)(mptramp_pagetables + PAGE_SIZE);
2144                 pt4[i] |= PG_V | PG_RW | PG_U;
2145
2146                 /* Each slot of the level 3 pages points to the same level 2 page */
2147                 pt3[i] = (u_int64_t)(uintptr_t)(mptramp_pagetables + (2 * PAGE_SIZE));
2148                 pt3[i] |= PG_V | PG_RW | PG_U;
2149
2150                 /* The level 2 page slots are mapped with 2MB pages for 1GB. */
2151                 pt2[i] = i * (2 * 1024 * 1024);
2152                 pt2[i] |= PG_V | PG_RW | PG_PS | PG_U;
2153         }
2154
2155         /* save the current value of the warm-start vector */
2156         mpbioswarmvec = *((u_int32_t *) WARMBOOT_OFF);
2157         outb(CMOS_REG, BIOS_RESET);
2158         mpbiosreason = inb(CMOS_DATA);
2159
2160         /* setup a vector to our boot code */
2161         *((volatile u_short *) WARMBOOT_OFF) = WARMBOOT_TARGET;
2162         *((volatile u_short *) WARMBOOT_SEG) = (boot_address >> 4);
2163         outb(CMOS_REG, BIOS_RESET);
2164         outb(CMOS_DATA, BIOS_WARM);     /* 'warm-start' */
2165
2166         /*
2167          * If we have a TSC we can figure out the SMI interrupt rate.
2168          * The SMI does not necessarily use a constant rate.  Spend
2169          * up to 250ms trying to figure it out.
2170          */
2171         smibest = 0;
2172         if (cpu_feature & CPUID_TSC) {
2173                 set_apic_timer(275000);
2174                 smilast = read_apic_timer();
2175                 for (x = 0; x < 20 && read_apic_timer(); ++x) {
2176                         smicount = smitest();
2177                         if (smibest == 0 || smilast - smicount < smibest)
2178                                 smibest = smilast - smicount;
2179                         smilast = smicount;
2180                 }
2181                 if (smibest > 250000)
2182                         smibest = 0;
2183                 if (smibest) {
2184                         smibest = smibest * (int64_t)1000000 /
2185                                   get_apic_timer_frequency();
2186                 }
2187         }
2188         if (smibest)
2189                 kprintf("SMI Frequency (worst case): %d Hz (%d us)\n",
2190                         1000000 / smibest, smibest);
2191
2192         /* start each AP */
2193         for (x = 1; x <= mp_naps; ++x) {
2194
2195                 /* This is a bit verbose, it will go away soon.  */
2196
2197                 /* first page of AP's private space */
2198                 pg = x * x86_64_btop(sizeof(struct privatespace));
2199
2200                 /* allocate new private data page(s) */
2201                 gd = (struct mdglobaldata *)kmem_alloc(&kernel_map,
2202                                 MDGLOBALDATA_BASEALLOC_SIZE);
2203
2204                 gd = &CPU_prvspace[x].mdglobaldata;     /* official location */
2205                 bzero(gd, sizeof(*gd));
2206                 gd->mi.gd_prvspace = ps = &CPU_prvspace[x];
2207
2208                 /* prime data page for it to use */
2209                 mi_gdinit(&gd->mi, x);
2210                 cpu_gdinit(gd, x);
2211                 gd->gd_CMAP1 = &SMPpt[pg + 0];
2212                 gd->gd_CMAP2 = &SMPpt[pg + 1];
2213                 gd->gd_CMAP3 = &SMPpt[pg + 2];
2214                 gd->gd_PMAP1 = &SMPpt[pg + 3];
2215                 gd->gd_CADDR1 = ps->CPAGE1;
2216                 gd->gd_CADDR2 = ps->CPAGE2;
2217                 gd->gd_CADDR3 = ps->CPAGE3;
2218                 gd->gd_PADDR1 = (pt_entry_t *)ps->PPAGE1;
2219                 gd->mi.gd_ipiq = (void *)kmem_alloc(&kernel_map, sizeof(lwkt_ipiq) * (mp_naps + 1));
2220                 bzero(gd->mi.gd_ipiq, sizeof(lwkt_ipiq) * (mp_naps + 1));
2221
2222                 /* setup a vector to our boot code */
2223                 *((volatile u_short *) WARMBOOT_OFF) = WARMBOOT_TARGET;
2224                 *((volatile u_short *) WARMBOOT_SEG) = (boot_addr >> 4);
2225                 outb(CMOS_REG, BIOS_RESET);
2226                 outb(CMOS_DATA, BIOS_WARM);     /* 'warm-start' */
2227
2228                 /*
2229                  * Setup the AP boot stack
2230                  */
2231                 bootSTK = &ps->idlestack[UPAGES*PAGE_SIZE/2];
2232                 bootAP = x;
2233
2234                 /* attempt to start the Application Processor */
2235                 CHECK_INIT(99); /* setup checkpoints */
2236                 if (!start_ap(gd, boot_addr, smibest)) {
2237                         kprintf("AP #%d (PHY# %d) failed!\n", x, CPU_TO_ID(x));
2238                         CHECK_PRINT("trace");   /* show checkpoints */
2239                         /* better panic as the AP may be running loose */
2240                         kprintf("panic y/n? [y] ");
2241                         if (cngetc() != 'n')
2242                                 panic("bye-bye");
2243                 }
2244                 CHECK_PRINT("trace");           /* show checkpoints */
2245
2246                 /* record its version info */
2247                 cpu_apic_versions[x] = cpu_apic_versions[0];
2248         }
2249
2250         /* set ncpus to 1 + highest logical cpu.  Not all may have come up */
2251         ncpus = x;
2252
2253         /* ncpus2 -- ncpus rounded down to the nearest power of 2 */
2254         for (shift = 0; (1 << shift) <= ncpus; ++shift)
2255                 ;
2256         --shift;
2257         ncpus2_shift = shift;
2258         ncpus2 = 1 << shift;
2259         ncpus2_mask = ncpus2 - 1;
2260
2261         /* ncpus_fit -- ncpus rounded up to the nearest power of 2 */
2262         if ((1 << shift) < ncpus)
2263                 ++shift;
2264         ncpus_fit = 1 << shift;
2265         ncpus_fit_mask = ncpus_fit - 1;
2266
2267         /* build our map of 'other' CPUs */
2268         mycpu->gd_other_cpus = smp_startup_mask & ~(1 << mycpu->gd_cpuid);
2269         mycpu->gd_ipiq = (void *)kmem_alloc(&kernel_map, sizeof(lwkt_ipiq) * ncpus);
2270         bzero(mycpu->gd_ipiq, sizeof(lwkt_ipiq) * ncpus);
2271
2272         /* fill in our (BSP) APIC version */
2273         cpu_apic_versions[0] = lapic->version;
2274
2275         /* restore the warmstart vector */
2276         *(u_long *) WARMBOOT_OFF = mpbioswarmvec;
2277         outb(CMOS_REG, BIOS_RESET);
2278         outb(CMOS_DATA, mpbiosreason);
2279
2280         /*
2281          * NOTE!  The idlestack for the BSP was setup by locore.  Finish
2282          * up, clean out the P==V mapping we did earlier.
2283          */
2284         pmap_set_opt();
2285
2286         /* number of APs actually started */
2287         return ncpus - 1;
2288 }
2289
2290
2291 /*
2292  * load the 1st level AP boot code into base memory.
2293  */
2294
2295 /* targets for relocation */
2296 extern void bigJump(void);
2297 extern void bootCodeSeg(void);
2298 extern void bootDataSeg(void);
2299 extern void MPentry(void);
2300 extern u_int MP_GDT;
2301 extern u_int mp_gdtbase;
2302
2303 #if 0
2304
2305 static void
2306 install_ap_tramp(u_int boot_addr)
2307 {
2308         int     x;
2309         int     size = *(int *) ((u_long) & bootMP_size);
2310         u_char *src = (u_char *) ((u_long) bootMP);
2311         u_char *dst = (u_char *) boot_addr + KERNBASE;
2312         u_int   boot_base = (u_int) bootMP;
2313         u_int8_t *dst8;
2314         u_int16_t *dst16;
2315         u_int32_t *dst32;
2316
2317         POSTCODE(INSTALL_AP_TRAMP_POST);
2318
2319         for (x = 0; x < size; ++x)
2320                 *dst++ = *src++;
2321
2322         /*
2323          * modify addresses in code we just moved to basemem. unfortunately we
2324          * need fairly detailed info about mpboot.s for this to work.  changes
2325          * to mpboot.s might require changes here.
2326          */
2327
2328         /* boot code is located in KERNEL space */
2329         dst = (u_char *) boot_addr + KERNBASE;
2330
2331         /* modify the lgdt arg */
2332         dst32 = (u_int32_t *) (dst + ((u_int) & mp_gdtbase - boot_base));
2333         *dst32 = boot_addr + ((u_int) & MP_GDT - boot_base);
2334
2335         /* modify the ljmp target for MPentry() */
2336         dst32 = (u_int32_t *) (dst + ((u_int) bigJump - boot_base) + 1);
2337         *dst32 = ((u_int) MPentry - KERNBASE);
2338
2339         /* modify the target for boot code segment */
2340         dst16 = (u_int16_t *) (dst + ((u_int) bootCodeSeg - boot_base));
2341         dst8 = (u_int8_t *) (dst16 + 1);
2342         *dst16 = (u_int) boot_addr & 0xffff;
2343         *dst8 = ((u_int) boot_addr >> 16) & 0xff;
2344
2345         /* modify the target for boot data segment */
2346         dst16 = (u_int16_t *) (dst + ((u_int) bootDataSeg - boot_base));
2347         dst8 = (u_int8_t *) (dst16 + 1);
2348         *dst16 = (u_int) boot_addr & 0xffff;
2349         *dst8 = ((u_int) boot_addr >> 16) & 0xff;
2350 }
2351
2352 #endif
2353
2354 /*
2355  * This function starts the AP (application processor) identified
2356  * by the APIC ID 'physicalCpu'.  It does quite a "song and dance"
2357  * to accomplish this.  This is necessary because of the nuances
2358  * of the different hardware we might encounter.  It ain't pretty,
2359  * but it seems to work.
2360  *
2361  * NOTE: eventually an AP gets to ap_init(), which is called just
2362  * before the AP goes into the LWKT scheduler's idle loop.
2363  */
2364 static int
2365 start_ap(struct mdglobaldata *gd, u_int boot_addr, int smibest)
2366 {
2367         int     physical_cpu;
2368         int     vector;
2369         u_long  icr_lo, icr_hi;
2370
2371         POSTCODE(START_AP_POST);
2372
2373         /* get the PHYSICAL APIC ID# */
2374         physical_cpu = CPU_TO_ID(gd->mi.gd_cpuid);
2375
2376         /* calculate the vector */
2377         vector = (boot_addr >> 12) & 0xff;
2378
2379         /* We don't want anything interfering */
2380         cpu_disable_intr();
2381
2382         /* Make sure the target cpu sees everything */
2383         wbinvd();
2384
2385         /*
2386          * Try to detect when a SMI has occurred, wait up to 200ms.
2387          *
2388          * If a SMI occurs during an AP reset but before we issue
2389          * the STARTUP command, the AP may brick.  To work around
2390          * this problem we hold off doing the AP startup until
2391          * after we have detected the SMI.  Hopefully another SMI
2392          * will not occur before we finish the AP startup.
2393          *
2394          * Retries don't seem to help.  SMIs have a window of opportunity
2395          * and if USB->legacy keyboard emulation is enabled in the BIOS
2396          * the interrupt rate can be quite high.
2397          *
2398          * NOTE: Don't worry about the L1 cache load, it might bloat
2399          *       ldelta a little but ndelta will be so huge when the SMI
2400          *       occurs the detection logic will still work fine.
2401          */
2402         if (smibest) {
2403                 set_apic_timer(200000);
2404                 smitest();
2405         }
2406
2407         /*
2408          * first we do an INIT/RESET IPI this INIT IPI might be run, reseting
2409          * and running the target CPU. OR this INIT IPI might be latched (P5
2410          * bug), CPU waiting for STARTUP IPI. OR this INIT IPI might be
2411          * ignored.
2412          *
2413          * see apic/apicreg.h for icr bit definitions.
2414          *
2415          * TIME CRITICAL CODE, DO NOT DO ANY KPRINTFS IN THE HOT PATH.
2416          */
2417
2418         /*
2419          * Setup the address for the target AP.  We can setup
2420          * icr_hi once and then just trigger operations with
2421          * icr_lo.
2422          */
2423         icr_hi = lapic->icr_hi & ~APIC_ID_MASK;
2424         icr_hi |= (physical_cpu << 24);
2425         icr_lo = lapic->icr_lo & 0xfff00000;
2426         lapic->icr_hi = icr_hi;
2427
2428         /*
2429          * Do an INIT IPI: assert RESET
2430          *
2431          * Use edge triggered mode to assert INIT
2432          */
2433         lapic->icr_lo = icr_lo | 0x00004500;
2434         while (lapic->icr_lo & APIC_DELSTAT_MASK)
2435                  /* spin */ ;
2436
2437         /*
2438          * The spec calls for a 10ms delay but we may have to use a
2439          * MUCH lower delay to avoid bricking an AP due to a fast SMI
2440          * interrupt.  We have other loops here too and dividing by 2
2441          * doesn't seem to be enough even after subtracting 350us,
2442          * so we divide by 4.
2443          *
2444          * Our minimum delay is 150uS, maximum is 10ms.  If no SMI
2445          * interrupt was detected we use the full 10ms.
2446          */
2447         if (smibest == 0)
2448                 u_sleep(10000);
2449         else if (smibest < 150 * 4 + 350)
2450                 u_sleep(150);
2451         else if ((smibest - 350) / 4 < 10000)
2452                 u_sleep((smibest - 350) / 4);
2453         else
2454                 u_sleep(10000);
2455
2456         /*
2457          * Do an INIT IPI: deassert RESET
2458          *
2459          * Use level triggered mode to deassert.  It is unclear
2460          * why we need to do this.
2461          */
2462         lapic->icr_lo = icr_lo | 0x00008500;
2463         while (lapic->icr_lo & APIC_DELSTAT_MASK)
2464                  /* spin */ ;
2465         u_sleep(150);                           /* wait 150us */
2466
2467         /*
2468          * Next we do a STARTUP IPI: the previous INIT IPI might still be
2469          * latched, (P5 bug) this 1st STARTUP would then terminate
2470          * immediately, and the previously started INIT IPI would continue. OR
2471          * the previous INIT IPI has already run. and this STARTUP IPI will
2472          * run. OR the previous INIT IPI was ignored. and this STARTUP IPI
2473          * will run.
2474          */
2475         lapic->icr_lo = icr_lo | 0x00000600 | vector;
2476         while (lapic->icr_lo & APIC_DELSTAT_MASK)
2477                  /* spin */ ;
2478         u_sleep(200);           /* wait ~200uS */
2479
2480         /*
2481          * Finally we do a 2nd STARTUP IPI: this 2nd STARTUP IPI should run IF
2482          * the previous STARTUP IPI was cancelled by a latched INIT IPI. OR
2483          * this STARTUP IPI will be ignored, as only ONE STARTUP IPI is
2484          * recognized after hardware RESET or INIT IPI.
2485          */
2486         lapic->icr_lo = icr_lo | 0x00000600 | vector;
2487         while (lapic->icr_lo & APIC_DELSTAT_MASK)
2488                  /* spin */ ;
2489
2490         /* Resume normal operation */
2491         cpu_enable_intr();
2492
2493         /* wait for it to start, see ap_init() */
2494         set_apic_timer(5000000);/* == 5 seconds */
2495         while (read_apic_timer()) {
2496                 if (smp_startup_mask & (1 << gd->mi.gd_cpuid))
2497                         return 1;       /* return SUCCESS */
2498         }
2499
2500         return 0;               /* return FAILURE */
2501 }
2502
2503 static
2504 int
2505 smitest(void)
2506 {
2507         int64_t ltsc;
2508         int64_t ntsc;
2509         int64_t ldelta;
2510         int64_t ndelta;
2511         int count;
2512
2513         ldelta = 0;
2514         ndelta = 0;
2515         while (read_apic_timer()) {
2516                 ltsc = rdtsc();
2517                 for (count = 0; count < 100; ++count)
2518                         ntsc = rdtsc(); /* force loop to occur */
2519                 if (ldelta) {
2520                         ndelta = ntsc - ltsc;
2521                         if (ldelta > ndelta)
2522                                 ldelta = ndelta;
2523                         if (ndelta > ldelta * 2)
2524                                 break;
2525                 } else {
2526                         ldelta = ntsc - ltsc;
2527                 }
2528         }
2529         return(read_apic_timer());
2530 }
2531
2532 /*
2533  * Lazy flush the TLB on all other CPU's.  DEPRECATED.
2534  *
2535  * If for some reason we were unable to start all cpus we cannot safely
2536  * use broadcast IPIs.
2537  */
2538 void
2539 smp_invltlb(void)
2540 {
2541 #ifdef SMP
2542         if (smp_startup_mask == smp_active_mask) {
2543                 all_but_self_ipi(XINVLTLB_OFFSET);
2544         } else {
2545                 selected_apic_ipi(smp_active_mask, XINVLTLB_OFFSET,
2546                         APIC_DELMODE_FIXED);
2547         }
2548 #endif
2549 }
2550
2551 /*
2552  * When called the executing CPU will send an IPI to all other CPUs
2553  *  requesting that they halt execution.
2554  *
2555  * Usually (but not necessarily) called with 'other_cpus' as its arg.
2556  *
2557  *  - Signals all CPUs in map to stop.
2558  *  - Waits for each to stop.
2559  *
2560  * Returns:
2561  *  -1: error
2562  *   0: NA
2563  *   1: ok
2564  *
2565  * XXX FIXME: this is not MP-safe, needs a lock to prevent multiple CPUs
2566  *            from executing at same time.
2567  */
2568 int
2569 stop_cpus(u_int map)
2570 {
2571         map &= smp_active_mask;
2572
2573         /* send the Xcpustop IPI to all CPUs in map */
2574         selected_apic_ipi(map, XCPUSTOP_OFFSET, APIC_DELMODE_FIXED);
2575
2576         while ((stopped_cpus & map) != map)
2577                 /* spin */ ;
2578
2579         return 1;
2580 }
2581
2582
2583 /*
2584  * Called by a CPU to restart stopped CPUs.
2585  *
2586  * Usually (but not necessarily) called with 'stopped_cpus' as its arg.
2587  *
2588  *  - Signals all CPUs in map to restart.
2589  *  - Waits for each to restart.
2590  *
2591  * Returns:
2592  *  -1: error
2593  *   0: NA
2594  *   1: ok
2595  */
2596 int
2597 restart_cpus(u_int map)
2598 {
2599         /* signal other cpus to restart */
2600         started_cpus = map & smp_active_mask;
2601
2602         while ((stopped_cpus & map) != 0) /* wait for each to clear its bit */
2603                 /* spin */ ;
2604
2605         return 1;
2606 }
2607
2608 /*
2609  * This is called once the mpboot code has gotten us properly relocated
2610  * and the MMU turned on, etc.   ap_init() is actually the idle thread,
2611  * and when it returns the scheduler will call the real cpu_idle() main
2612  * loop for the idlethread.  Interrupts are disabled on entry and should
2613  * remain disabled at return.
2614  */
2615 void
2616 ap_init(void)
2617 {
2618         u_int   apic_id;
2619
2620         /*
2621          * Adjust smp_startup_mask to signal the BSP that we have started
2622          * up successfully.  Note that we do not yet hold the BGL.  The BSP
2623          * is waiting for our signal.
2624          *
2625          * We can't set our bit in smp_active_mask yet because we are holding
2626          * interrupts physically disabled and remote cpus could deadlock
2627          * trying to send us an IPI.
2628          */
2629         smp_startup_mask |= 1 << mycpu->gd_cpuid;
2630         cpu_mfence();
2631
2632         /*
2633          * Interlock for finalization.  Wait until mp_finish is non-zero,
2634          * then get the MP lock.
2635          *
2636          * Note: We are in a critical section.
2637          *
2638          * Note: We have to synchronize td_mpcount to our desired MP state
2639          * before calling cpu_try_mplock().
2640          *
2641          * Note: we are the idle thread, we can only spin.
2642          *
2643          * Note: The load fence is memory volatile and prevents the compiler
2644          * from improperly caching mp_finish, and the cpu from improperly
2645          * caching it.
2646          */
2647         while (mp_finish == 0)
2648             cpu_lfence();
2649         ++curthread->td_mpcount;
2650         while (cpu_try_mplock() == 0)
2651             ;
2652
2653         if (cpu_feature & CPUID_TSC) {
2654             /*
2655              * The BSP is constantly updating tsc0_offset, figure out the
2656              * relative difference to synchronize ktrdump.
2657              */
2658             tsc_offsets[mycpu->gd_cpuid] = rdtsc() - tsc0_offset;
2659         }
2660
2661         /* BSP may have changed PTD while we're waiting for the lock */
2662         cpu_invltlb();
2663
2664 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
2665         lidt(&r_idt);
2666 #endif
2667
2668         /* Build our map of 'other' CPUs. */
2669         mycpu->gd_other_cpus = smp_startup_mask & ~(1 << mycpu->gd_cpuid);
2670
2671         kprintf("SMP: AP CPU #%d Launched!\n", mycpu->gd_cpuid);
2672
2673         /* A quick check from sanity claus */
2674         apic_id = (apic_id_to_logical[(lapic->id & 0x0f000000) >> 24]);
2675         if (mycpu->gd_cpuid != apic_id) {
2676                 kprintf("SMP: cpuid = %d\n", mycpu->gd_cpuid);
2677                 kprintf("SMP: apic_id = %d\n", apic_id);
2678 #if JGXXX
2679                 kprintf("PTD[MPPTDI] = %p\n", (void *)PTD[MPPTDI]);
2680 #endif
2681                 panic("cpuid mismatch! boom!!");
2682         }
2683
2684         /* Initialize AP's local APIC for irq's */
2685         apic_initialize(FALSE);
2686
2687         /* Set memory range attributes for this CPU to match the BSP */
2688         mem_range_AP_init();
2689
2690         /*
2691          * Once we go active we must process any IPIQ messages that may
2692          * have been queued, because no actual IPI will occur until we
2693          * set our bit in the smp_active_mask.  If we don't the IPI
2694          * message interlock could be left set which would also prevent
2695          * further IPIs.
2696          *
2697          * The idle loop doesn't expect the BGL to be held and while
2698          * lwkt_switch() normally cleans things up this is a special case
2699          * because we returning almost directly into the idle loop.
2700          *
2701          * The idle thread is never placed on the runq, make sure
2702          * nothing we've done put it there.
2703          */
2704         KKASSERT(curthread->td_mpcount == 1);
2705         smp_active_mask |= 1 << mycpu->gd_cpuid;
2706
2707         /*
2708          * Enable interrupts here.  idle_restore will also do it, but
2709          * doing it here lets us clean up any strays that got posted to
2710          * the CPU during the AP boot while we are still in a critical
2711          * section.
2712          */
2713         __asm __volatile("sti; pause; pause"::);
2714         mdcpu->gd_fpending = 0;
2715
2716         initclocks_pcpu();      /* clock interrupts (via IPIs) */
2717         lwkt_process_ipiq();
2718
2719         /*
2720          * Releasing the mp lock lets the BSP finish up the SMP init
2721          */
2722         rel_mplock();
2723         KKASSERT((curthread->td_flags & TDF_RUNQ) == 0);
2724 }
2725
2726 /*
2727  * Get SMP fully working before we start initializing devices.
2728  */
2729 static
2730 void
2731 ap_finish(void)
2732 {
2733         mp_finish = 1;
2734         if (bootverbose)
2735                 kprintf("Finish MP startup\n");
2736         if (cpu_feature & CPUID_TSC)
2737                 tsc0_offset = rdtsc();
2738         tsc_offsets[0] = 0;
2739         rel_mplock();
2740         while (smp_active_mask != smp_startup_mask) {
2741                 cpu_lfence();
2742                 if (cpu_feature & CPUID_TSC)
2743                         tsc0_offset = rdtsc();
2744         }
2745         while (try_mplock() == 0)
2746                 ;
2747         if (bootverbose)
2748                 kprintf("Active CPU Mask: %08x\n", smp_active_mask);
2749 }
2750
2751 SYSINIT(finishsmp, SI_BOOT2_FINISH_SMP, SI_ORDER_FIRST, ap_finish, NULL)
2752
2753 void
2754 cpu_send_ipiq(int dcpu)
2755 {
2756         if ((1 << dcpu) & smp_active_mask)
2757                 single_apic_ipi(dcpu, XIPIQ_OFFSET, APIC_DELMODE_FIXED);
2758 }
2759
2760 #if 0   /* single_apic_ipi_passive() not working yet */
2761 /*
2762  * Returns 0 on failure, 1 on success
2763  */
2764 int
2765 cpu_send_ipiq_passive(int dcpu)
2766 {
2767         int r = 0;
2768         if ((1 << dcpu) & smp_active_mask) {
2769                 r = single_apic_ipi_passive(dcpu, XIPIQ_OFFSET,
2770                                         APIC_DELMODE_FIXED);
2771         }
2772         return(r);
2773 }
2774 #endif
2775