Merge branch 'vendor/AWK'
[dragonfly.git] / sys / platform / pc64 / x86_64 / mp_machdep.c
1 /*
2  * Copyright (c) 1996, by Steve Passe
3  * All rights reserved.
4  *
5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
6  * modification, are permitted provided that the following conditions
7  * are met:
8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
10  * 2. The name of the developer may NOT be used to endorse or promote products
11  *    derived from this software without specific prior written permission.
12  *
13  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
14  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
15  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
16  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
17  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
18  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
19  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
20  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
21  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
22  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
23  * SUCH DAMAGE.
24  *
25  * $FreeBSD: src/sys/i386/i386/mp_machdep.c,v 1.115.2.15 2003/03/14 21:22:35 jhb Exp $
26  */
27
28 #include "opt_cpu.h"
29
30 #include <sys/param.h>
31 #include <sys/systm.h>
32 #include <sys/kernel.h>
33 #include <sys/sysctl.h>
34 #include <sys/malloc.h>
35 #include <sys/memrange.h>
36 #include <sys/cons.h>   /* cngetc() */
37 #include <sys/machintr.h>
38 #include <sys/cpu_topology.h>
39
40 #include <sys/mplock2.h>
41
42 #include <vm/vm.h>
43 #include <vm/vm_param.h>
44 #include <vm/pmap.h>
45 #include <vm/vm_kern.h>
46 #include <vm/vm_extern.h>
47 #include <sys/lock.h>
48 #include <vm/vm_map.h>
49
50 #include <machine/smp.h>
51 #include <machine_base/apic/apicreg.h>
52 #include <machine/atomic.h>
53 #include <machine/cpufunc.h>
54 #include <machine/cputypes.h>
55 #include <machine_base/apic/lapic.h>
56 #include <machine_base/apic/ioapic.h>
57 #include <machine_base/acpica/acpi_md_cpu.h>
58 #include <machine/psl.h>
59 #include <machine/segments.h>
60 #include <machine/tss.h>
61 #include <machine/specialreg.h>
62 #include <machine/globaldata.h>
63 #include <machine/pmap_inval.h>
64 #include <machine/clock.h>
65
66 #include <machine/md_var.h>             /* setidt() */
67 #include <machine_base/icu/icu.h>       /* IPIs */
68 #include <machine_base/icu/icu_var.h>
69 #include <machine_base/apic/ioapic_abi.h>
70 #include <machine/intr_machdep.h>       /* IPIs */
71
72 #define WARMBOOT_TARGET         0
73 #define WARMBOOT_OFF            (KERNBASE + 0x0467)
74 #define WARMBOOT_SEG            (KERNBASE + 0x0469)
75
76 #define CMOS_REG                (0x70)
77 #define CMOS_DATA               (0x71)
78 #define BIOS_RESET              (0x0f)
79 #define BIOS_WARM               (0x0a)
80
81 #define INVLPG_TIMEOUT_DEFAULT  10
82 #define INVLPG_TIMEOUT_VM       60
83
84 /*
85  * this code MUST be enabled here and in mpboot.s.
86  * it follows the very early stages of AP boot by placing values in CMOS ram.
87  * it NORMALLY will never be needed and thus the primitive method for enabling.
88  *
89  */
90 #if defined(CHECK_POINTS)
91 #define CHECK_READ(A)    (outb(CMOS_REG, (A)), inb(CMOS_DATA))
92 #define CHECK_WRITE(A,D) (outb(CMOS_REG, (A)), outb(CMOS_DATA, (D)))
93
94 #define CHECK_INIT(D);                          \
95         CHECK_WRITE(0x34, (D));                 \
96         CHECK_WRITE(0x35, (D));                 \
97         CHECK_WRITE(0x36, (D));                 \
98         CHECK_WRITE(0x37, (D));                 \
99         CHECK_WRITE(0x38, (D));                 \
100         CHECK_WRITE(0x39, (D));
101
102 #define CHECK_PRINT(S);                         \
103         kprintf("%s: %d, %d, %d, %d, %d, %d\n", \
104            (S),                                 \
105            CHECK_READ(0x34),                    \
106            CHECK_READ(0x35),                    \
107            CHECK_READ(0x36),                    \
108            CHECK_READ(0x37),                    \
109            CHECK_READ(0x38),                    \
110            CHECK_READ(0x39));
111
112 #else                           /* CHECK_POINTS */
113
114 #define CHECK_INIT(D)
115 #define CHECK_PRINT(S)
116
117 #endif                          /* CHECK_POINTS */
118
119 /*
120  * Values to send to the POST hardware.
121  */
122 #define MP_BOOTADDRESS_POST     0x10
123 #define MP_PROBE_POST           0x11
124 #define MPTABLE_PASS1_POST      0x12
125
126 #define MP_START_POST           0x13
127 #define MP_ENABLE_POST          0x14
128 #define MPTABLE_PASS2_POST      0x15
129
130 #define START_ALL_APS_POST      0x16
131 #define INSTALL_AP_TRAMP_POST   0x17
132 #define START_AP_POST           0x18
133
134 #define MP_ANNOUNCE_POST        0x19
135
136 /** XXX FIXME: where does this really belong, isa.h/isa.c perhaps? */
137 int     current_postcode;
138
139 /** XXX FIXME: what system files declare these??? */
140
141 extern int naps;
142 extern int _udatasel;
143
144 int64_t tsc0_offset;
145 extern int64_t tsc_offsets[];
146
147 /* AP uses this during bootstrap.  Do not staticize.  */
148 char *bootSTK;
149 static int bootAP;
150
151 struct pcb stoppcbs[MAXCPU];
152
153 extern inthand_t IDTVEC(fast_syscall), IDTVEC(fast_syscall32);
154
155 /*
156  * Local data and functions.
157  */
158
159 static u_int    boot_address;
160 static int      mp_finish;
161 static int      mp_finish_lapic;
162
163 static int      start_all_aps(u_int boot_addr);
164 #if 0
165 static void     install_ap_tramp(u_int boot_addr);
166 #endif
167 static int      start_ap(struct mdglobaldata *gd, u_int boot_addr, int smibest);
168 static int      smitest(void);
169 static void     mp_bsp_simple_setup(void);
170
171 /* which cpus have been started */
172 __read_mostly static cpumask_t smp_startup_mask = CPUMASK_INITIALIZER_ONLYONE;
173 /* which cpus have lapic been inited */
174 __read_mostly static cpumask_t smp_lapic_mask = CPUMASK_INITIALIZER_ONLYONE;
175 /* which cpus are ready for IPIs etc? */
176 __read_mostly cpumask_t smp_active_mask = CPUMASK_INITIALIZER_ONLYONE;
177 __read_mostly cpumask_t smp_finalize_mask = CPUMASK_INITIALIZER_ONLYONE;
178
179 SYSCTL_OPAQUE(_machdep, OID_AUTO, smp_active, CTLFLAG_RD,
180               &smp_active_mask, sizeof(smp_active_mask), "LU", "");
181 static u_int    bootMP_size;
182 __read_mostly static u_int      report_invlpg_src;
183 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, report_invlpg_src, CTLFLAG_RW,
184         &report_invlpg_src, 0, "");
185 __read_mostly static u_int      report_invltlb_src;
186 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, report_invltlb_src, CTLFLAG_RW,
187         &report_invltlb_src, 0, "");
188 __read_mostly static int        optimized_invltlb;
189 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, optimized_invltlb, CTLFLAG_RW,
190         &optimized_invltlb, 0, "");
191 __read_mostly static int        all_but_self_ipi_enable = 1;
192 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, all_but_self_ipi_enable, CTLFLAG_RW,
193         &all_but_self_ipi_enable, 0, "");
194 __read_mostly static int        invlpg_timeout = INVLPG_TIMEOUT_DEFAULT;
195 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, invlpg_timeout, CTLFLAG_RW,
196         &invlpg_timeout, 0, "");
197
198 /* Local data for detecting CPU TOPOLOGY */
199 static int core_bits = 0;
200 static int logical_CPU_bits = 0;
201
202
203 /*
204  * Calculate usable address in base memory for AP trampoline code.
205  */
206 u_int
207 mp_bootaddress(u_int basemem)
208 {
209         POSTCODE(MP_BOOTADDRESS_POST);
210
211         bootMP_size = mptramp_end - mptramp_start;
212         boot_address = trunc_page(basemem * 1024); /* round down to 4k boundary */
213         if (((basemem * 1024) - boot_address) < bootMP_size)
214                 boot_address -= PAGE_SIZE;      /* not enough, lower by 4k */
215         /* 3 levels of page table pages */
216         mptramp_pagetables = boot_address - (PAGE_SIZE * 3);
217
218         return mptramp_pagetables;
219 }
220
221 /*
222  * Print various information about the SMP system hardware and setup.
223  */
224 void
225 mp_announce(void)
226 {
227         int     x;
228
229         POSTCODE(MP_ANNOUNCE_POST);
230
231         kprintf("DragonFly/MP: Multiprocessor motherboard\n");
232         kprintf(" cpu0 (BSP): apic id: %2d\n", CPUID_TO_APICID(0));
233         for (x = 1; x <= naps; ++x)
234                 kprintf(" cpu%d (AP):  apic id: %2d\n", x, CPUID_TO_APICID(x));
235
236         if (!ioapic_enable)
237                 kprintf(" Warning: APIC I/O disabled\n");
238 }
239
240 /*
241  * AP cpu's call this to sync up protected mode.
242  *
243  * WARNING! %gs is not set up on entry.  This routine sets up %gs.
244  */
245 void
246 init_secondary(void)
247 {
248         int     gsel_tss;
249         int     x, myid = bootAP;
250         u_int64_t msr, cr0;
251         struct mdglobaldata *md;
252         struct privatespace *ps;
253         struct user_segment_descriptor *gdt;
254
255         ps = CPU_prvspace[myid];
256         gdt = ps->mdglobaldata.gd_gdt;
257
258         gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base = (long)&ps->common_tss;
259         ps->mdglobaldata.mi.gd_prvspace = ps;
260
261         /* We fill the 32-bit segment descriptors */
262         for (x = 0; x < NGDT; x++) {
263                 if (x != GPROC0_SEL && x != (GPROC0_SEL + 1))
264                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &gdt[x]);
265         }
266         /* And now a 64-bit one */
267         ssdtosyssd(&gdt_segs[GPROC0_SEL],
268             (struct system_segment_descriptor *)&gdt[GPROC0_SEL]);
269
270         r_gdt.rd_limit = MAXGDT_LIMIT - 1;
271         r_gdt.rd_base = (long)(intptr_t)gdt;
272         lgdt(&r_gdt);                   /* does magic intra-segment return */
273
274         /* lgdt() destroys the GSBASE value, so we load GSBASE after lgdt() */
275         wrmsr(MSR_FSBASE, 0);           /* User value */
276         wrmsr(MSR_GSBASE, (u_int64_t)ps);
277         wrmsr(MSR_KGSBASE, 0);          /* XXX User value while we're in the kernel */
278
279         lidt(&r_idt_arr[mdcpu->mi.gd_cpuid]);
280
281         load_ds(_udatasel);
282         load_es(_udatasel);
283         load_fs(_udatasel);
284
285 #if 0
286         lldt(_default_ldt);
287         mdcpu->gd_currentldt = _default_ldt;
288 #endif
289
290         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
291         gdt[GPROC0_SEL].sd_type = SDT_SYSTSS;
292
293         md = mdcpu;     /* loaded through %gs:0 (mdglobaldata.mi.gd_prvspace)*/
294
295         /*
296          * TSS entry point for interrupts, traps, and exceptions
297          * (sans NMI).  This will always go to near the top of the pcpu
298          * trampoline area.  Hardware-pushed data will be copied into
299          * the trap-frame on entry, and (if necessary) returned to the
300          * trampoline on exit.
301          *
302          * We store some pcb data for the trampoline code above the
303          * stack the cpu hw pushes into, and arrange things so the
304          * address of tr_pcb_rsp is the same as the desired top of
305          * stack.
306          */
307         ps->common_tss.tss_rsp0 = (register_t)&ps->trampoline.tr_pcb_rsp;
308         ps->trampoline.tr_pcb_rsp = ps->common_tss.tss_rsp0;
309         ps->trampoline.tr_pcb_gs_kernel = (register_t)md;
310         ps->trampoline.tr_pcb_cr3 = KPML4phys;  /* adj to user cr3 live */
311         ps->dbltramp.tr_pcb_gs_kernel = (register_t)md;
312         ps->dbltramp.tr_pcb_cr3 = KPML4phys;
313         ps->dbgtramp.tr_pcb_gs_kernel = (register_t)md;
314         ps->dbgtramp.tr_pcb_cr3 = KPML4phys;
315
316 #if 0 /* JG XXX */
317         ps->common_tss.tss_ioopt = (sizeof ps->common_tss) << 16;
318 #endif
319         md->gd_tss_gdt = &gdt[GPROC0_SEL];
320         md->gd_common_tssd = *md->gd_tss_gdt;
321
322         /* double fault stack */
323         ps->common_tss.tss_ist1 = (register_t)&ps->dbltramp.tr_pcb_rsp;
324         ps->common_tss.tss_ist2 = (register_t)&ps->dbgtramp.tr_pcb_rsp;
325
326         ltr(gsel_tss);
327
328         /*
329          * Set to a known state:
330          * Set by mpboot.s: CR0_PG, CR0_PE
331          * Set by cpu_setregs: CR0_NE, CR0_MP, CR0_TS, CR0_WP, CR0_AM
332          */
333         cr0 = rcr0();
334         cr0 &= ~(CR0_CD | CR0_NW | CR0_EM);
335         load_cr0(cr0);
336
337         /* Set up the fast syscall stuff */
338         msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_SCE;
339         wrmsr(MSR_EFER, msr);
340         wrmsr(MSR_LSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall));
341         wrmsr(MSR_CSTAR, (u_int64_t)IDTVEC(fast_syscall32));
342         msr = ((u_int64_t)GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL) << 32) |
343               ((u_int64_t)GSEL(GUCODE32_SEL, SEL_UPL) << 48);
344         wrmsr(MSR_STAR, msr);
345         wrmsr(MSR_SF_MASK, PSL_NT|PSL_T|PSL_I|PSL_C|PSL_D|PSL_IOPL|PSL_AC);
346
347         pmap_set_opt();         /* PSE/4MB pages, etc */
348         pmap_init_pat();        /* Page Attribute Table */
349
350         /* set up CPU registers and state */
351         cpu_setregs();
352
353         /* set up SSE/NX registers */
354         initializecpu(myid);
355
356         /* set up FPU state on the AP */
357         npxinit();
358
359         /* If BSP is in the X2APIC mode, put the AP into the X2APIC mode. */
360         if (x2apic_enable)
361                 lapic_x2apic_enter(FALSE);
362
363         /* disable the APIC, just to be SURE */
364         LAPIC_WRITE(svr, (LAPIC_READ(svr) & ~APIC_SVR_ENABLE));
365 }
366
367 /*******************************************************************
368  * local functions and data
369  */
370
371 /*
372  * Start the SMP system
373  */
374 static void
375 mp_start_aps(void *dummy __unused)
376 {
377         if (lapic_enable) {
378                 /* start each Application Processor */
379                 start_all_aps(boot_address);
380         } else {
381                 mp_bsp_simple_setup();
382         }
383 }
384 SYSINIT(startaps, SI_BOOT2_START_APS, SI_ORDER_FIRST, mp_start_aps, NULL);
385
386 /*
387  * start each AP in our list
388  */
389 static int
390 start_all_aps(u_int boot_addr)
391 {
392         vm_offset_t va = boot_address + KERNBASE;
393         u_int64_t *pt4, *pt3, *pt2;
394         int     pssize;
395         int     x, i;
396         int     shift;
397         int     smicount;
398         int     smibest;
399         int     smilast;
400         u_char  mpbiosreason;
401         u_long  mpbioswarmvec;
402         struct mdglobaldata *gd;
403         struct privatespace *ps;
404         size_t ipiq_size;
405
406         POSTCODE(START_ALL_APS_POST);
407
408         /* install the AP 1st level boot code */
409         pmap_kenter(va, boot_address);
410         cpu_invlpg((void *)va);         /* JG XXX */
411         bcopy(mptramp_start, (void *)va, bootMP_size);
412
413         /* Locate the page tables, they'll be below the trampoline */
414         pt4 = (u_int64_t *)(uintptr_t)(mptramp_pagetables + KERNBASE);
415         pt3 = pt4 + (PAGE_SIZE) / sizeof(u_int64_t);
416         pt2 = pt3 + (PAGE_SIZE) / sizeof(u_int64_t);
417
418         /* Create the initial 1GB replicated page tables */
419         for (i = 0; i < 512; i++) {
420                 /* Each slot of the level 4 pages points to the same level 3 page */
421                 pt4[i] = (u_int64_t)(uintptr_t)(mptramp_pagetables + PAGE_SIZE);
422                 pt4[i] |= kernel_pmap->pmap_bits[PG_V_IDX] |
423                     kernel_pmap->pmap_bits[PG_RW_IDX] |
424                     kernel_pmap->pmap_bits[PG_U_IDX];
425
426                 /* Each slot of the level 3 pages points to the same level 2 page */
427                 pt3[i] = (u_int64_t)(uintptr_t)(mptramp_pagetables + (2 * PAGE_SIZE));
428                 pt3[i] |= kernel_pmap->pmap_bits[PG_V_IDX] |
429                     kernel_pmap->pmap_bits[PG_RW_IDX] |
430                     kernel_pmap->pmap_bits[PG_U_IDX];
431
432                 /* The level 2 page slots are mapped with 2MB pages for 1GB. */
433                 pt2[i] = i * (2 * 1024 * 1024);
434                 pt2[i] |= kernel_pmap->pmap_bits[PG_V_IDX] |
435                     kernel_pmap->pmap_bits[PG_RW_IDX] |
436                     kernel_pmap->pmap_bits[PG_PS_IDX] |
437                     kernel_pmap->pmap_bits[PG_U_IDX];
438         }
439
440         /* save the current value of the warm-start vector */
441         mpbioswarmvec = *((u_int32_t *) WARMBOOT_OFF);
442         outb(CMOS_REG, BIOS_RESET);
443         mpbiosreason = inb(CMOS_DATA);
444
445         /* setup a vector to our boot code */
446         *((volatile u_short *) WARMBOOT_OFF) = WARMBOOT_TARGET;
447         *((volatile u_short *) WARMBOOT_SEG) = (boot_address >> 4);
448         outb(CMOS_REG, BIOS_RESET);
449         outb(CMOS_DATA, BIOS_WARM);     /* 'warm-start' */
450
451         /*
452          * If we have a TSC we can figure out the SMI interrupt rate.
453          * The SMI does not necessarily use a constant rate.  Spend
454          * up to 250ms trying to figure it out.
455          */
456         smibest = 0;
457         if (cpu_feature & CPUID_TSC) {
458                 set_apic_timer(275000);
459                 smilast = read_apic_timer();
460                 for (x = 0; x < 20 && read_apic_timer(); ++x) {
461                         smicount = smitest();
462                         if (smibest == 0 || smilast - smicount < smibest)
463                                 smibest = smilast - smicount;
464                         smilast = smicount;
465                 }
466                 if (smibest > 250000)
467                         smibest = 0;
468         }
469         if (smibest)
470                 kprintf("SMI Frequency (worst case): %d Hz (%d us)\n",
471                         1000000 / smibest, smibest);
472
473         /*
474          * This is nasty but if we are a guest in a virtual machine,
475          * give the smpinvl synchronization code up to 60 seconds
476          */
477
478         if (vmm_guest != VMM_GUEST_NONE)
479                 invlpg_timeout = INVLPG_TIMEOUT_VM;
480
481         /* start each AP */
482         for (x = 1; x <= naps; ++x) {
483                 /* This is a bit verbose, it will go away soon.  */
484
485                 pssize = sizeof(struct privatespace);
486                 ps = (void *)
487                         kmem_alloc3(kernel_map, pssize, VM_SUBSYS_GD,
488                                     KM_CPU(x));
489                 bzero(ps, pssize);
490                 CPU_prvspace[x] = ps;
491                 gd = &ps->mdglobaldata;
492                 gd->mi.gd_prvspace = ps;
493                 gd->gd_gdt = (void *)
494                         kmem_alloc3(kernel_map, MAXGDT_LIMIT, VM_SUBSYS_GD,
495                                     KM_CPU(x));
496                 bzero(gd->gd_gdt, MAXGDT_LIMIT);
497
498 #if 0
499                 kprintf("ps %d %p %d\n", x, ps, pssize);
500 #endif
501
502                 /* prime data page for it to use */
503                 mi_gdinit(&gd->mi, x);
504                 cpu_gdinit(gd, x);
505                 ipiq_size = sizeof(struct lwkt_ipiq) * (naps + 1);
506                 gd->mi.gd_ipiq = (void *)kmem_alloc3(kernel_map, ipiq_size,
507                                                      VM_SUBSYS_IPIQ, KM_CPU(x));
508                 bzero(gd->mi.gd_ipiq, ipiq_size);
509
510                 gd->gd_acpi_id = CPUID_TO_ACPIID(gd->mi.gd_cpuid);
511
512                 /* initialize arc4random. */
513                 arc4_init_pcpu(x);
514
515                 /* setup a vector to our boot code */
516                 *((volatile u_short *) WARMBOOT_OFF) = WARMBOOT_TARGET;
517                 *((volatile u_short *) WARMBOOT_SEG) = (boot_addr >> 4);
518                 outb(CMOS_REG, BIOS_RESET);
519                 outb(CMOS_DATA, BIOS_WARM);     /* 'warm-start' */
520
521                 /*
522                  * Setup the AP boot stack
523                  */
524                 bootSTK = &ps->idlestack[UPAGES * PAGE_SIZE - PAGE_SIZE];
525                 bootAP = x;
526
527                 /* attempt to start the Application Processor */
528                 CHECK_INIT(99); /* setup checkpoints */
529                 if (!start_ap(gd, boot_addr, smibest)) {
530                         kprintf("\nAP #%d (PHY# %d) failed!\n",
531                                 x, CPUID_TO_APICID(x));
532                         CHECK_PRINT("trace");   /* show checkpoints */
533                         /* better panic as the AP may be running loose */
534                         kprintf("panic y/n? [y] ");
535                         cnpoll(TRUE);
536                         if (cngetc() != 'n')
537                                 panic("bye-bye");
538                         cnpoll(FALSE);
539                 }
540                 CHECK_PRINT("trace");           /* show checkpoints */
541         }
542
543         /* set ncpus to 1 + highest logical cpu.  Not all may have come up */
544         ncpus = x;
545
546         for (shift = 0; (1 << shift) <= ncpus; ++shift)
547                 ;
548         --shift;
549
550         /* ncpus_fit -- ncpus rounded up to the nearest power of 2 */
551         if ((1 << shift) < ncpus)
552                 ++shift;
553         ncpus_fit = 1 << shift;
554         ncpus_fit_mask = ncpus_fit - 1;
555
556         /* build our map of 'other' CPUs */
557         mycpu->gd_other_cpus = smp_startup_mask;
558         CPUMASK_NANDBIT(mycpu->gd_other_cpus, mycpu->gd_cpuid);
559
560         malloc_reinit_ncpus();
561
562         gd = (struct mdglobaldata *)mycpu;
563         gd->gd_acpi_id = CPUID_TO_ACPIID(mycpu->gd_cpuid);
564
565         ipiq_size = sizeof(struct lwkt_ipiq) * ncpus;
566         mycpu->gd_ipiq = (void *)kmem_alloc3(kernel_map, ipiq_size,
567                                              VM_SUBSYS_IPIQ, KM_CPU(0));
568         bzero(mycpu->gd_ipiq, ipiq_size);
569
570         /* initialize arc4random. */
571         arc4_init_pcpu(0);
572
573         /* restore the warmstart vector */
574         *(u_long *) WARMBOOT_OFF = mpbioswarmvec;
575         outb(CMOS_REG, BIOS_RESET);
576         outb(CMOS_DATA, mpbiosreason);
577
578         /*
579          * NOTE!  The idlestack for the BSP was setup by locore.  Finish
580          * up, clean out the P==V mapping we did earlier.
581          */
582         pmap_set_opt();
583
584         /*
585          * Wait all APs to finish initializing LAPIC
586          */
587         if (bootverbose)
588                 kprintf("SMP: Waiting APs LAPIC initialization\n");
589         if (cpu_feature & CPUID_TSC)
590                 tsc0_offset = rdtsc();
591         tsc_offsets[0] = 0;
592         mp_finish_lapic = 1;
593         rel_mplock();
594
595         while (CPUMASK_CMPMASKNEQ(smp_lapic_mask, smp_startup_mask)) {
596                 cpu_pause();
597                 cpu_lfence();
598                 if (cpu_feature & CPUID_TSC)
599                         tsc0_offset = rdtsc();
600         }
601         while (try_mplock() == 0) {
602                 cpu_pause();
603                 cpu_lfence();
604         }
605
606         /* number of APs actually started */
607         return ncpus - 1;
608 }
609
610
611 /*
612  * load the 1st level AP boot code into base memory.
613  */
614
615 /* targets for relocation */
616 extern void bigJump(void);
617 extern void bootCodeSeg(void);
618 extern void bootDataSeg(void);
619 extern void MPentry(void);
620 extern u_int MP_GDT;
621 extern u_int mp_gdtbase;
622
623 #if 0
624
625 static void
626 install_ap_tramp(u_int boot_addr)
627 {
628         int     x;
629         int     size = *(int *) ((u_long) & bootMP_size);
630         u_char *src = (u_char *) ((u_long) bootMP);
631         u_char *dst = (u_char *) boot_addr + KERNBASE;
632         u_int   boot_base = (u_int) bootMP;
633         u_int8_t *dst8;
634         u_int16_t *dst16;
635         u_int32_t *dst32;
636
637         POSTCODE(INSTALL_AP_TRAMP_POST);
638
639         for (x = 0; x < size; ++x)
640                 *dst++ = *src++;
641
642         /*
643          * modify addresses in code we just moved to basemem. unfortunately we
644          * need fairly detailed info about mpboot.s for this to work.  changes
645          * to mpboot.s might require changes here.
646          */
647
648         /* boot code is located in KERNEL space */
649         dst = (u_char *) boot_addr + KERNBASE;
650
651         /* modify the lgdt arg */
652         dst32 = (u_int32_t *) (dst + ((u_int) & mp_gdtbase - boot_base));
653         *dst32 = boot_addr + ((u_int) & MP_GDT - boot_base);
654
655         /* modify the ljmp target for MPentry() */
656         dst32 = (u_int32_t *) (dst + ((u_int) bigJump - boot_base) + 1);
657         *dst32 = ((u_int) MPentry - KERNBASE);
658
659         /* modify the target for boot code segment */
660         dst16 = (u_int16_t *) (dst + ((u_int) bootCodeSeg - boot_base));
661         dst8 = (u_int8_t *) (dst16 + 1);
662         *dst16 = (u_int) boot_addr & 0xffff;
663         *dst8 = ((u_int) boot_addr >> 16) & 0xff;
664
665         /* modify the target for boot data segment */
666         dst16 = (u_int16_t *) (dst + ((u_int) bootDataSeg - boot_base));
667         dst8 = (u_int8_t *) (dst16 + 1);
668         *dst16 = (u_int) boot_addr & 0xffff;
669         *dst8 = ((u_int) boot_addr >> 16) & 0xff;
670 }
671
672 #endif
673
674 /*
675  * This function starts the AP (application processor) identified
676  * by the APIC ID 'physicalCpu'.  It does quite a "song and dance"
677  * to accomplish this.  This is necessary because of the nuances
678  * of the different hardware we might encounter.  It ain't pretty,
679  * but it seems to work.
680  *
681  * NOTE: eventually an AP gets to ap_init(), which is called just 
682  * before the AP goes into the LWKT scheduler's idle loop.
683  */
684 static int
685 start_ap(struct mdglobaldata *gd, u_int boot_addr, int smibest)
686 {
687         int     physical_cpu;
688         int     vector;
689
690         POSTCODE(START_AP_POST);
691
692         /* get the PHYSICAL APIC ID# */
693         physical_cpu = CPUID_TO_APICID(gd->mi.gd_cpuid);
694
695         /* calculate the vector */
696         vector = (boot_addr >> 12) & 0xff;
697
698         /* We don't want anything interfering */
699         cpu_disable_intr();
700
701         /* Make sure the target cpu sees everything */
702         wbinvd();
703
704         /*
705          * Try to detect when a SMI has occurred, wait up to 200ms.
706          *
707          * If a SMI occurs during an AP reset but before we issue
708          * the STARTUP command, the AP may brick.  To work around
709          * this problem we hold off doing the AP startup until
710          * after we have detected the SMI.  Hopefully another SMI
711          * will not occur before we finish the AP startup.
712          *
713          * Retries don't seem to help.  SMIs have a window of opportunity
714          * and if USB->legacy keyboard emulation is enabled in the BIOS
715          * the interrupt rate can be quite high.
716          *
717          * NOTE: Don't worry about the L1 cache load, it might bloat
718          *       ldelta a little but ndelta will be so huge when the SMI
719          *       occurs the detection logic will still work fine.
720          */
721         if (smibest) {
722                 set_apic_timer(200000);
723                 smitest();
724         }
725
726         /*
727          * first we do an INIT/RESET IPI this INIT IPI might be run, reseting
728          * and running the target CPU. OR this INIT IPI might be latched (P5
729          * bug), CPU waiting for STARTUP IPI. OR this INIT IPI might be
730          * ignored.
731          *
732          * see apic/apicreg.h for icr bit definitions.
733          *
734          * TIME CRITICAL CODE, DO NOT DO ANY KPRINTFS IN THE HOT PATH.
735          */
736
737         /*
738          * Do an INIT IPI: assert RESET
739          *
740          * Use edge triggered mode to assert INIT
741          */
742         lapic_seticr_sync(physical_cpu,
743             APIC_DESTMODE_PHY |
744             APIC_DEST_DESTFLD |
745             APIC_TRIGMOD_EDGE |
746             APIC_LEVEL_ASSERT |
747             APIC_DELMODE_INIT);
748
749         /*
750          * The spec calls for a 10ms delay but we may have to use a
751          * MUCH lower delay to avoid bricking an AP due to a fast SMI
752          * interrupt.  We have other loops here too and dividing by 2
753          * doesn't seem to be enough even after subtracting 350us,
754          * so we divide by 4.
755          *
756          * Our minimum delay is 150uS, maximum is 10ms.  If no SMI
757          * interrupt was detected we use the full 10ms.
758          */
759         if (smibest == 0)
760                 u_sleep(10000);
761         else if (smibest < 150 * 4 + 350)
762                 u_sleep(150);
763         else if ((smibest - 350) / 4 < 10000)
764                 u_sleep((smibest - 350) / 4);
765         else
766                 u_sleep(10000);
767
768         /*
769          * Do an INIT IPI: deassert RESET
770          *
771          * Use level triggered mode to deassert.  It is unclear
772          * why we need to do this.
773          */
774         lapic_seticr_sync(physical_cpu,
775             APIC_DESTMODE_PHY |
776             APIC_DEST_DESTFLD |
777             APIC_TRIGMOD_LEVEL |
778             APIC_LEVEL_DEASSERT |
779             APIC_DELMODE_INIT);
780         u_sleep(150);                           /* wait 150us */
781
782         /*
783          * Next we do a STARTUP IPI: the previous INIT IPI might still be
784          * latched, (P5 bug) this 1st STARTUP would then terminate
785          * immediately, and the previously started INIT IPI would continue. OR
786          * the previous INIT IPI has already run. and this STARTUP IPI will
787          * run. OR the previous INIT IPI was ignored. and this STARTUP IPI
788          * will run.
789          *
790          * XXX set APIC_LEVEL_ASSERT
791          */
792         lapic_seticr_sync(physical_cpu,
793             APIC_DESTMODE_PHY |
794             APIC_DEST_DESTFLD |
795             APIC_DELMODE_STARTUP |
796             vector);
797         u_sleep(200);           /* wait ~200uS */
798
799         /*
800          * Finally we do a 2nd STARTUP IPI: this 2nd STARTUP IPI should run IF
801          * the previous STARTUP IPI was cancelled by a latched INIT IPI. OR
802          * this STARTUP IPI will be ignored, as only ONE STARTUP IPI is
803          * recognized after hardware RESET or INIT IPI.
804          *
805          * XXX set APIC_LEVEL_ASSERT
806          */
807         lapic_seticr_sync(physical_cpu,
808             APIC_DESTMODE_PHY |
809             APIC_DEST_DESTFLD |
810             APIC_DELMODE_STARTUP |
811             vector);
812
813         /* Resume normal operation */
814         cpu_enable_intr();
815
816         /* wait for it to start, see ap_init() */
817         set_apic_timer(5000000);/* == 5 seconds */
818         while (read_apic_timer()) {
819                 if (CPUMASK_TESTBIT(smp_startup_mask, gd->mi.gd_cpuid))
820                         return 1;       /* return SUCCESS */
821         }
822
823         return 0;               /* return FAILURE */
824 }
825
826 static
827 int
828 smitest(void)
829 {
830         int64_t ltsc;
831         int64_t ntsc;
832         int64_t ldelta;
833         int64_t ndelta;
834         int count;
835
836         ldelta = 0;
837         ndelta = 0;
838         while (read_apic_timer()) {
839                 ltsc = rdtsc();
840                 for (count = 0; count < 100; ++count)
841                         ntsc = rdtsc(); /* force loop to occur */
842                 if (ldelta) {
843                         ndelta = ntsc - ltsc;
844                         if (ldelta > ndelta)
845                                 ldelta = ndelta;
846                         if (ndelta > ldelta * 2)
847                                 break;
848                 } else {
849                         ldelta = ntsc - ltsc;
850                 }
851         }
852         return(read_apic_timer());
853 }
854
855 /*
856  * Synchronously flush the TLB on all other CPU's.  The current cpu's
857  * TLB is not flushed.  If the caller wishes to flush the current cpu's
858  * TLB the caller must call cpu_invltlb() in addition to smp_invltlb().
859  *
860  * This routine may be called concurrently from multiple cpus.  When this
861  * happens, smp_invltlb() can wind up sticking around in the confirmation
862  * while() loop at the end as additional cpus are added to the global
863  * cpumask, until they are acknowledged by another IPI.
864  *
865  * NOTE: If for some reason we were unable to start all cpus we cannot
866  *       safely use broadcast IPIs.
867  */
868
869 cpumask_t smp_smurf_mask;
870 static cpumask_t smp_invltlb_mask;
871 #define LOOPRECOVER
872 #define LOOPMASK_IN
873 #ifdef LOOPMASK_IN
874 cpumask_t smp_in_mask;
875 #endif
876 cpumask_t smp_invmask;
877 extern cpumask_t smp_idleinvl_mask;
878 extern cpumask_t smp_idleinvl_reqs;
879
880 /*
881  * Atomically OR bits in *mask to smp_smurf_mask.  Adjust *mask to remove
882  * bits that do not need to be IPId.  These bits are still part of the command,
883  * but the target cpus have already been signalled and do not need to be
884  * sigalled again.
885  */
886 #include <sys/spinlock.h>
887 #include <sys/spinlock2.h>
888
889 static __noinline
890 void
891 smp_smurf_fetchset(cpumask_t *mask)
892 {
893         cpumask_t omask;
894         int i;
895         __uint64_t obits;
896         __uint64_t nbits;
897
898         i = 0;
899         while (i < CPUMASK_ELEMENTS) {
900                 obits = smp_smurf_mask.ary[i];
901                 cpu_ccfence();
902                 nbits = obits | mask->ary[i];
903                 if (atomic_cmpset_long(&smp_smurf_mask.ary[i], obits, nbits)) {
904                         omask.ary[i] = obits;
905                         ++i;
906                 }
907         }
908         CPUMASK_NANDMASK(*mask, omask);
909 }
910
911 /*
912  * This is a mechanism which guarantees that cpu_invltlb() will be executed
913  * on idle cpus without having to signal or wake them up.  The invltlb will be
914  * executed when they wake up, prior to any scheduling or interrupt thread.
915  *
916  * (*mask) is modified to remove the cpus we successfully negotiate this
917  * function with.  This function may only be used with semi-synchronous
918  * commands (typically invltlb's or semi-synchronous invalidations which
919  * are usually associated only with kernel memory).
920  */
921 void
922 smp_smurf_idleinvlclr(cpumask_t *mask)
923 {
924         if (optimized_invltlb) {
925                 ATOMIC_CPUMASK_ORMASK(smp_idleinvl_reqs, *mask);
926                 /* cpu_lfence() not needed */
927                 CPUMASK_NANDMASK(*mask, smp_idleinvl_mask);
928         }
929 }
930
931 /*
932  * Issue cpu_invltlb() across all cpus except the current cpu.
933  *
934  * This function will arrange to avoid idle cpus, but still gurantee that
935  * invltlb is run on them when they wake up prior to any scheduling or
936  * nominal interrupt.
937  */
938 void
939 smp_invltlb(void)
940 {
941         struct mdglobaldata *md = mdcpu;
942         cpumask_t mask;
943         unsigned long rflags;
944 #ifdef LOOPRECOVER
945         tsc_uclock_t tsc_base = rdtsc();
946         int repeats = 0;
947 #endif
948
949         if (report_invltlb_src > 0) {
950                 if (--report_invltlb_src <= 0)
951                         print_backtrace(8);
952         }
953
954         /*
955          * Disallow normal interrupts, set all active cpus except our own
956          * in the global smp_invltlb_mask.
957          */
958         ++md->mi.gd_cnt.v_smpinvltlb;
959         crit_enter_gd(&md->mi);
960
961         /*
962          * Bits we want to set in smp_invltlb_mask.  We do not want to signal
963          * our own cpu.  Also try to remove bits associated with idle cpus
964          * that we can flag for auto-invltlb.
965          */
966         mask = smp_active_mask;
967         CPUMASK_NANDBIT(mask, md->mi.gd_cpuid);
968         smp_smurf_idleinvlclr(&mask);
969
970         rflags = read_rflags();
971         cpu_disable_intr();
972         ATOMIC_CPUMASK_ORMASK(smp_invltlb_mask, mask);
973
974         /*
975          * IPI non-idle cpus represented by mask.  The omask calculation
976          * removes cpus from the mask which already have a Xinvltlb IPI
977          * pending (avoid double-queueing the IPI).
978          *
979          * We must disable real interrupts when setting the smurf flags or
980          * we might race a XINVLTLB before we manage to send the ipi's for
981          * the bits we set.
982          *
983          * NOTE: We are not signalling ourselves, mask already does NOT
984          * include our own cpu.
985          */
986         smp_smurf_fetchset(&mask);
987
988         /*
989          * Issue the IPI.  Note that the XINVLTLB IPI runs regardless of
990          * the critical section count on the target cpus.
991          */
992         CPUMASK_ORMASK(mask, md->mi.gd_cpumask);
993         if (all_but_self_ipi_enable &&
994             (all_but_self_ipi_enable >= 2 ||
995              CPUMASK_CMPMASKEQ(smp_startup_mask, mask))) {
996                 all_but_self_ipi(XINVLTLB_OFFSET);
997         } else {
998                 CPUMASK_NANDMASK(mask, md->mi.gd_cpumask);
999                 selected_apic_ipi(mask, XINVLTLB_OFFSET, APIC_DELMODE_FIXED);
1000         }
1001
1002         /*
1003          * Wait for acknowledgement by all cpus.  smp_inval_intr() will
1004          * temporarily enable interrupts to avoid deadlocking the lapic,
1005          * and will also handle running cpu_invltlb() and remote invlpg
1006          * command son our cpu if some other cpu requests it of us.
1007          *
1008          * WARNING! I originally tried to implement this as a hard loop
1009          *          checking only smp_invltlb_mask (and issuing a local
1010          *          cpu_invltlb() if requested), with interrupts enabled
1011          *          and without calling smp_inval_intr().  This DID NOT WORK.
1012          *          It resulted in weird races where smurf bits would get
1013          *          cleared without any action being taken.
1014          */
1015         smp_inval_intr();
1016         CPUMASK_ASSZERO(mask);
1017         while (CPUMASK_CMPMASKNEQ(smp_invltlb_mask, mask)) {
1018                 smp_inval_intr();
1019                 cpu_pause();
1020 #ifdef LOOPRECOVER
1021                 if (tsc_frequency && rdtsc() - tsc_base > tsc_frequency) {
1022                         /*
1023                          * cpuid        - cpu doing the waiting
1024                          * invltlb_mask - IPI in progress
1025                          */
1026                         kprintf("smp_invltlb %2d: WARNING blocked %d sec: "
1027                                 "inv=%08jx "
1028                                 "smurf=%08jx "
1029 #ifdef LOOPMASK_IN
1030                                 "in=%08jx "
1031 #endif
1032                                 "idle=%08jx/%08jx\n",
1033                                 md->mi.gd_cpuid,
1034                                 repeats + 1,
1035                                 smp_invltlb_mask.ary[0],
1036                                 smp_smurf_mask.ary[0],
1037 #ifdef LOOPMASK_IN
1038                                 smp_in_mask.ary[0],
1039 #endif
1040                                 smp_idleinvl_mask.ary[0],
1041                                 smp_idleinvl_reqs.ary[0]);
1042                         mdcpu->gd_xinvaltlb = 0;
1043                         ATOMIC_CPUMASK_NANDMASK(smp_smurf_mask,
1044                                                 smp_invltlb_mask);
1045                         smp_invlpg(&smp_active_mask);
1046
1047                         /*
1048                          * Reload tsc_base for retry, give up after
1049                          * 10 seconds (60 seconds if in VM).
1050                          */
1051                         tsc_base = rdtsc();
1052                         if (++repeats > invlpg_timeout) {
1053                                 kprintf("smp_invltlb: giving up\n");
1054                                 CPUMASK_ASSZERO(smp_invltlb_mask);
1055                         }
1056                 }
1057 #endif
1058         }
1059         write_rflags(rflags);
1060         crit_exit_gd(&md->mi);
1061 }
1062
1063 /*
1064  * Called from a critical section with interrupts hard-disabled.
1065  * This function issues an XINVLTLB IPI and then executes any pending
1066  * command on the current cpu before returning.
1067  */
1068 void
1069 smp_invlpg(cpumask_t *cmdmask)
1070 {
1071         struct mdglobaldata *md = mdcpu;
1072         cpumask_t mask;
1073
1074         if (report_invlpg_src > 0) {
1075                 if (--report_invlpg_src <= 0)
1076                         print_backtrace(8);
1077         }
1078
1079         /*
1080          * Disallow normal interrupts, set all active cpus in the pmap,
1081          * plus our own for completion processing (it might or might not
1082          * be part of the set).
1083          */
1084         mask = smp_active_mask;
1085         CPUMASK_ANDMASK(mask, *cmdmask);
1086         CPUMASK_ORMASK(mask, md->mi.gd_cpumask);
1087
1088         /*
1089          * Avoid double-queuing IPIs, which can deadlock us.  We must disable
1090          * real interrupts when setting the smurf flags or we might race a
1091          * XINVLTLB before we manage to send the ipi's for the bits we set.
1092          *
1093          * NOTE: We might be including our own cpu in the smurf mask.
1094          */
1095         smp_smurf_fetchset(&mask);
1096
1097         /*
1098          * Issue the IPI.  Note that the XINVLTLB IPI runs regardless of
1099          * the critical section count on the target cpus.
1100          *
1101          * We do not include our own cpu when issuing the IPI.
1102          */
1103         if (all_but_self_ipi_enable &&
1104             (all_but_self_ipi_enable >= 2 ||
1105              CPUMASK_CMPMASKEQ(smp_startup_mask, mask))) {
1106                 all_but_self_ipi(XINVLTLB_OFFSET);
1107         } else {
1108                 CPUMASK_NANDMASK(mask, md->mi.gd_cpumask);
1109                 selected_apic_ipi(mask, XINVLTLB_OFFSET, APIC_DELMODE_FIXED);
1110         }
1111
1112         /*
1113          * This will synchronously wait for our command to complete,
1114          * as well as process commands from other cpus.  It also handles
1115          * reentrancy.
1116          *
1117          * (interrupts are disabled and we are in a critical section here)
1118          */
1119         smp_inval_intr();
1120 }
1121
1122 /*
1123  * Issue rip/rsp sniffs
1124  */
1125 void
1126 smp_sniff(void)
1127 {
1128         globaldata_t gd = mycpu;
1129         int dummy;
1130         register_t rflags;
1131
1132         /*
1133          * Ignore all_but_self_ipi_enable here and just use it.
1134          */
1135         rflags = read_rflags();
1136         cpu_disable_intr();
1137         all_but_self_ipi(XSNIFF_OFFSET);
1138         gd->gd_sample_pc = smp_sniff;
1139         gd->gd_sample_sp = &dummy;
1140         write_rflags(rflags);
1141 }
1142
1143 void
1144 cpu_sniff(int dcpu)
1145 {
1146         globaldata_t rgd = globaldata_find(dcpu);
1147         register_t rflags;
1148         int dummy;
1149
1150         /*
1151          * Ignore all_but_self_ipi_enable here and just use it.
1152          */
1153         rflags = read_rflags();
1154         cpu_disable_intr();
1155         single_apic_ipi(dcpu, XSNIFF_OFFSET, APIC_DELMODE_FIXED);
1156         rgd->gd_sample_pc = cpu_sniff;
1157         rgd->gd_sample_sp = &dummy;
1158         write_rflags(rflags);
1159 }
1160
1161 /*
1162  * Called from Xinvltlb assembly with interrupts hard-disabled and in a
1163  * critical section.  gd_intr_nesting_level may or may not be bumped
1164  * depending on entry.
1165  *
1166  * THIS CODE IS INTENDED TO EXPLICITLY IGNORE THE CRITICAL SECTION COUNT.
1167  * THAT IS, THE INTERRUPT IS INTENDED TO FUNCTION EVEN WHEN MAINLINE CODE
1168  * IS IN A CRITICAL SECTION.
1169  */
1170 void
1171 smp_inval_intr(void)
1172 {
1173         struct mdglobaldata *md = mdcpu;
1174         cpumask_t cpumask;
1175 #ifdef LOOPRECOVER
1176         tsc_uclock_t tsc_base = rdtsc();
1177 #endif
1178
1179 #if 0
1180         /*
1181          * The idle code is in a critical section, but that doesn't stop
1182          * Xinvltlb from executing, so deal with the race which can occur
1183          * in that situation.  Otherwise r-m-w operations by pmap_inval_intr()
1184          * may have problems.
1185          */
1186         if (ATOMIC_CPUMASK_TESTANDCLR(smp_idleinvl_reqs, md->mi.gd_cpuid)) {
1187                 ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(smp_invltlb_mask, md->mi.gd_cpuid);
1188                 cpu_invltlb();
1189                 cpu_mfence();
1190         }
1191 #endif
1192
1193         /*
1194          * This is a real mess.  I'd like to just leave interrupts disabled
1195          * but it can cause the lapic to deadlock if too many interrupts queue
1196          * to it, due to the idiotic design of the lapic.  So instead we have
1197          * to enter a critical section so normal interrupts are made pending
1198          * and track whether this one was reentered.
1199          */
1200         if (md->gd_xinvaltlb) {         /* reentrant on cpu */
1201                 md->gd_xinvaltlb = 2;
1202                 return;
1203         }
1204         md->gd_xinvaltlb = 1;
1205
1206         /*
1207          * Check only those cpus with active Xinvl* commands pending.
1208          *
1209          * We are going to enable interrupts so make sure we are in a
1210          * critical section.  This is necessary to avoid deadlocking
1211          * the lapic and to ensure that we execute our commands prior to
1212          * any nominal interrupt or preemption.
1213          *
1214          * WARNING! It is very important that we only clear out but in
1215          *          smp_smurf_mask once for each interrupt we take.  In
1216          *          this case, we clear it on initial entry and only loop
1217          *          on the reentrancy detect (caused by another interrupt).
1218          */
1219         cpumask = smp_invmask;
1220 #ifdef LOOPMASK_IN
1221         ATOMIC_CPUMASK_ORBIT(smp_in_mask, md->mi.gd_cpuid);
1222 #endif
1223 loop:
1224         cpu_enable_intr();
1225         ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(smp_smurf_mask, md->mi.gd_cpuid);
1226
1227         /*
1228          * Specific page request(s), and we can't return until all bits
1229          * are zero.
1230          */
1231         for (;;) {
1232                 int toolong;
1233
1234                 /*
1235                  * Also execute any pending full invalidation request in
1236                  * this loop.
1237                  */
1238                 if (CPUMASK_TESTBIT(smp_invltlb_mask, md->mi.gd_cpuid)) {
1239                         ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(smp_invltlb_mask,
1240                                                md->mi.gd_cpuid);
1241                         cpu_invltlb();
1242                         cpu_mfence();
1243                 }
1244
1245 #ifdef LOOPRECOVER
1246                 if (tsc_frequency && rdtsc() - tsc_base > tsc_frequency) {
1247                         /*
1248                          * cpuid        - cpu doing the waiting
1249                          * invmask      - IPI in progress
1250                          * invltlb_mask - which ones are TLB invalidations?
1251                          */
1252                         kprintf("smp_inval_intr %2d, WARNING blocked >1 sec "
1253                                 "inv=%08jx tlbm=%08jx "
1254                                 "smurf=%08jx "
1255 #ifdef LOOPMASK_IN
1256                                 "in=%08jx "
1257 #endif
1258                                 "idle=%08jx/%08jx\n",
1259                                 md->mi.gd_cpuid,
1260                                 smp_invmask.ary[0],
1261                                 smp_invltlb_mask.ary[0],
1262                                 smp_smurf_mask.ary[0],
1263 #ifdef LOOPMASK_IN
1264                                 smp_in_mask.ary[0],
1265 #endif
1266                                 smp_idleinvl_mask.ary[0],
1267                                 smp_idleinvl_reqs.ary[0]);
1268                         tsc_base = rdtsc();
1269                         toolong = 1;
1270                 } else {
1271                         toolong = 0;
1272                 }
1273 #else
1274                 toolong = 0;
1275 #endif
1276
1277                 /*
1278                  * We can only add bits to the cpumask to test during the
1279                  * loop because the smp_invmask bit is cleared once the
1280                  * originator completes the command (the targets may still
1281                  * be cycling their own completions in this loop, afterwords).
1282                  *
1283                  * lfence required prior to all tests as this Xinvltlb
1284                  * interrupt could race the originator (already be in progress
1285                  * wnen the originator decides to issue, due to an issue by
1286                  * another cpu).
1287                  */
1288                 cpu_lfence();
1289                 CPUMASK_ORMASK(cpumask, smp_invmask);
1290                 /*cpumask = smp_active_mask;*/  /* XXX */
1291                 cpu_lfence();
1292
1293                 if (pmap_inval_intr(&cpumask, toolong) == 0) {
1294                         /*
1295                          * Clear our smurf mask to allow new IPIs, but deal
1296                          * with potential races.
1297                          */
1298                         break;
1299                 }
1300
1301                 /*
1302                  * Test if someone sent us another invalidation IPI, break
1303                  * out so we can take it to avoid deadlocking the lapic
1304                  * interrupt queue (? stupid intel, amd).
1305                  */
1306                 if (md->gd_xinvaltlb == 2)
1307                         break;
1308                 /*
1309                 if (CPUMASK_TESTBIT(smp_smurf_mask, md->mi.gd_cpuid))
1310                         break;
1311                 */
1312         }
1313
1314         /*
1315          * Full invalidation request
1316          */
1317         if (CPUMASK_TESTBIT(smp_invltlb_mask, md->mi.gd_cpuid)) {
1318                 ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(smp_invltlb_mask,
1319                                        md->mi.gd_cpuid);
1320                 cpu_invltlb();
1321                 cpu_mfence();
1322         }
1323
1324         /*
1325          * Check to see if another Xinvltlb interrupt occurred and loop up
1326          * if it did.
1327          */
1328         cpu_disable_intr();
1329         if (md->gd_xinvaltlb == 2) {
1330                 md->gd_xinvaltlb = 1;
1331                 goto loop;
1332         }
1333 #ifdef LOOPMASK_IN
1334         ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(smp_in_mask, md->mi.gd_cpuid);
1335 #endif
1336         md->gd_xinvaltlb = 0;
1337 }
1338
1339 void
1340 cpu_wbinvd_on_all_cpus_callback(void *arg)
1341 {
1342         wbinvd();
1343 }
1344
1345 /*
1346  * When called the executing CPU will send an IPI to all other CPUs
1347  * requesting that they halt execution.
1348  *
1349  * Usually (but not necessarily) called with 'other_cpus' as its arg.
1350  *
1351  *  - Signals all CPUs in map to stop.
1352  *  - Waits for each to stop.
1353  *
1354  * Returns:
1355  *  -1: error
1356  *   0: NA
1357  *   1: ok
1358  *
1359  * XXX FIXME: this is not MP-safe, needs a lock to prevent multiple CPUs
1360  *            from executing at same time.
1361  */
1362 int
1363 stop_cpus(cpumask_t map)
1364 {
1365         cpumask_t mask;
1366
1367         CPUMASK_ANDMASK(map, smp_active_mask);
1368
1369         /* send the Xcpustop IPI to all CPUs in map */
1370         selected_apic_ipi(map, XCPUSTOP_OFFSET, APIC_DELMODE_FIXED);
1371
1372         do {
1373                 mask = stopped_cpus;
1374                 CPUMASK_ANDMASK(mask, map);
1375                 /* spin */
1376         } while (CPUMASK_CMPMASKNEQ(mask, map));
1377
1378         return 1;
1379 }
1380
1381
1382 /*
1383  * Called by a CPU to restart stopped CPUs. 
1384  *
1385  * Usually (but not necessarily) called with 'stopped_cpus' as its arg.
1386  *
1387  *  - Signals all CPUs in map to restart.
1388  *  - Waits for each to restart.
1389  *
1390  * Returns:
1391  *  -1: error
1392  *   0: NA
1393  *   1: ok
1394  */
1395 int
1396 restart_cpus(cpumask_t map)
1397 {
1398         cpumask_t mask;
1399
1400         /* signal other cpus to restart */
1401         mask = map;
1402         CPUMASK_ANDMASK(mask, smp_active_mask);
1403         cpu_ccfence();
1404         started_cpus = mask;
1405         cpu_ccfence();
1406
1407         /* wait for each to clear its bit */
1408         while (CPUMASK_CMPMASKNEQ(stopped_cpus, map))
1409                 cpu_pause();
1410
1411         return 1;
1412 }
1413
1414 /*
1415  * This is called once the mpboot code has gotten us properly relocated
1416  * and the MMU turned on, etc.   ap_init() is actually the idle thread,
1417  * and when it returns the scheduler will call the real cpu_idle() main
1418  * loop for the idlethread.  Interrupts are disabled on entry and should
1419  * remain disabled at return.
1420  */
1421 void
1422 ap_init(void)
1423 {
1424         int     cpu_id;
1425
1426         /*
1427          * Adjust smp_startup_mask to signal the BSP that we have started
1428          * up successfully.  Note that we do not yet hold the BGL.  The BSP
1429          * is waiting for our signal.
1430          *
1431          * We can't set our bit in smp_active_mask yet because we are holding
1432          * interrupts physically disabled and remote cpus could deadlock
1433          * trying to send us an IPI.
1434          */
1435         ATOMIC_CPUMASK_ORBIT(smp_startup_mask, mycpu->gd_cpuid);
1436         cpu_mfence();
1437
1438         /*
1439          * Interlock for LAPIC initialization.  Wait until mp_finish_lapic is
1440          * non-zero, then get the MP lock.
1441          *
1442          * Note: We are in a critical section.
1443          *
1444          * Note: we are the idle thread, we can only spin.
1445          *
1446          * Note: The load fence is memory volatile and prevents the compiler
1447          * from improperly caching mp_finish_lapic, and the cpu from improperly
1448          * caching it.
1449          */
1450         while (mp_finish_lapic == 0) {
1451                 cpu_pause();
1452                 cpu_lfence();
1453         }
1454 #if 0
1455         while (try_mplock() == 0) {
1456                 cpu_pause();
1457                 cpu_lfence();
1458         }
1459 #endif
1460
1461         if (cpu_feature & CPUID_TSC) {
1462                 /*
1463                  * The BSP is constantly updating tsc0_offset, figure out
1464                  * the relative difference to synchronize ktrdump.
1465                  */
1466                 tsc_offsets[mycpu->gd_cpuid] = rdtsc() - tsc0_offset;
1467         }
1468
1469         /* BSP may have changed PTD while we're waiting for the lock */
1470         cpu_invltlb();
1471
1472         /* Build our map of 'other' CPUs. */
1473         mycpu->gd_other_cpus = smp_startup_mask;
1474         ATOMIC_CPUMASK_NANDBIT(mycpu->gd_other_cpus, mycpu->gd_cpuid);
1475
1476         /* A quick check from sanity claus */
1477         cpu_id = APICID_TO_CPUID(LAPIC_READID);
1478         if (mycpu->gd_cpuid != cpu_id) {
1479                 kprintf("SMP: assigned cpuid = %d\n", mycpu->gd_cpuid);
1480                 kprintf("SMP: actual cpuid = %d lapicid %d\n",
1481                         cpu_id, LAPIC_READID);
1482 #if 0 /* JGXXX */
1483                 kprintf("PTD[MPPTDI] = %p\n", (void *)PTD[MPPTDI]);
1484 #endif
1485                 panic("cpuid mismatch! boom!!");
1486         }
1487
1488         /* Initialize AP's local APIC for irq's */
1489         lapic_init(FALSE);
1490
1491         /* LAPIC initialization is done */
1492         ATOMIC_CPUMASK_ORBIT(smp_lapic_mask, mycpu->gd_cpuid);
1493         cpu_mfence();
1494
1495 #if 0
1496         /* Let BSP move onto the next initialization stage */
1497         rel_mplock();
1498 #endif
1499
1500         /*
1501          * Interlock for finalization.  Wait until mp_finish is non-zero,
1502          * then get the MP lock.
1503          *
1504          * Note: We are in a critical section.
1505          *
1506          * Note: we are the idle thread, we can only spin.
1507          *
1508          * Note: The load fence is memory volatile and prevents the compiler
1509          * from improperly caching mp_finish, and the cpu from improperly
1510          * caching it.
1511          */
1512         while (mp_finish == 0) {
1513                 cpu_pause();
1514                 cpu_lfence();
1515         }
1516
1517         /* BSP may have changed PTD while we're waiting for the lock */
1518         cpu_invltlb();
1519
1520         /* Set memory range attributes for this CPU to match the BSP */
1521         mem_range_AP_init();
1522
1523         /*
1524          * Once we go active we must process any IPIQ messages that may
1525          * have been queued, because no actual IPI will occur until we
1526          * set our bit in the smp_active_mask.  If we don't the IPI
1527          * message interlock could be left set which would also prevent
1528          * further IPIs.
1529          *
1530          * The idle loop doesn't expect the BGL to be held and while
1531          * lwkt_switch() normally cleans things up this is a special case
1532          * because we returning almost directly into the idle loop.
1533          *
1534          * The idle thread is never placed on the runq, make sure
1535          * nothing we've done put it there.
1536          */
1537
1538         /*
1539          * Hold a critical section and allow real interrupts to occur.  Zero
1540          * any spurious interrupts which have accumulated, then set our
1541          * smp_active_mask indicating that we are fully operational.
1542          */
1543         crit_enter();
1544         __asm __volatile("sti; pause; pause"::);
1545         bzero(mdcpu->gd_ipending, sizeof(mdcpu->gd_ipending));
1546         ATOMIC_CPUMASK_ORBIT(smp_active_mask, mycpu->gd_cpuid);
1547
1548         /*
1549          * Wait until all cpus have set their smp_active_mask and have fully
1550          * operational interrupts before proceeding.
1551          *
1552          * We need a final cpu_invltlb() because we would not have received
1553          * any until we set our bit in smp_active_mask.
1554          */
1555         while (mp_finish == 1) {
1556                 cpu_pause();
1557                 cpu_lfence();
1558         }
1559         cpu_invltlb();
1560
1561         /*
1562          * Initialize per-cpu clocks and do other per-cpu initialization.
1563          * At this point code is expected to be able to use the full kernel
1564          * API.
1565          */
1566         initclocks_pcpu();      /* clock interrupts (via IPIs) */
1567
1568         /*
1569          * Since we may have cleaned up the interrupt triggers, manually
1570          * process any pending IPIs before exiting our critical section.
1571          * Once the critical section has exited, normal interrupt processing
1572          * may occur.
1573          */
1574         atomic_swap_int(&mycpu->gd_npoll, 0);
1575         lwkt_process_ipiq();
1576         crit_exit();
1577
1578         /*
1579          * Final final, allow the waiting BSP to resume the boot process,
1580          * return 'into' the idle thread bootstrap.
1581          */
1582         ATOMIC_CPUMASK_ORBIT(smp_finalize_mask, mycpu->gd_cpuid);
1583         KKASSERT((curthread->td_flags & TDF_RUNQ) == 0);
1584 }
1585
1586 /*
1587  * Get SMP fully working before we start initializing devices.
1588  */
1589 static
1590 void
1591 ap_finish(void)
1592 {
1593         if (bootverbose)
1594                 kprintf("Finish MP startup\n");
1595         rel_mplock();
1596
1597         /*
1598          * Wait for the active mask to complete, after which all cpus will
1599          * be accepting interrupts.
1600          */
1601         mp_finish = 1;
1602         while (CPUMASK_CMPMASKNEQ(smp_active_mask, smp_startup_mask)) {
1603                 cpu_pause();
1604                 cpu_lfence();
1605         }
1606
1607         /*
1608          * Wait for the finalization mask to complete, after which all cpus
1609          * have completely finished initializing and are entering or are in
1610          * their idle thread.
1611          *
1612          * BSP should have received all required invltlbs but do another
1613          * one just in case.
1614          */
1615         cpu_invltlb();
1616         mp_finish = 2;
1617         while (CPUMASK_CMPMASKNEQ(smp_finalize_mask, smp_startup_mask)) {
1618                 cpu_pause();
1619                 cpu_lfence();
1620         }
1621
1622         while (try_mplock() == 0) {
1623                 cpu_pause();
1624                 cpu_lfence();
1625         }
1626
1627         if (bootverbose) {
1628                 kprintf("Active CPU Mask: %016jx\n",
1629                         (uintmax_t)CPUMASK_LOWMASK(smp_active_mask));
1630         }
1631 }
1632
1633 SYSINIT(finishsmp, SI_BOOT2_FINISH_SMP, SI_ORDER_FIRST, ap_finish, NULL);
1634
1635 /*
1636  * Interrupts must be hard-disabled by caller
1637  */
1638 void
1639 cpu_send_ipiq(int dcpu)
1640 {
1641         if (CPUMASK_TESTBIT(smp_active_mask, dcpu))
1642                 single_apic_ipi(dcpu, XIPIQ_OFFSET, APIC_DELMODE_FIXED);
1643 }
1644
1645 #if 0   /* single_apic_ipi_passive() not working yet */
1646 /*
1647  * Returns 0 on failure, 1 on success
1648  */
1649 int
1650 cpu_send_ipiq_passive(int dcpu)
1651 {
1652         int r = 0;
1653         if (CPUMASK_TESTBIT(smp_active_mask, dcpu)) {
1654                 r = single_apic_ipi_passive(dcpu, XIPIQ_OFFSET,
1655                                         APIC_DELMODE_FIXED);
1656         }
1657         return(r);
1658 }
1659 #endif
1660
1661 static void
1662 mp_bsp_simple_setup(void)
1663 {
1664         struct mdglobaldata *gd;
1665         size_t ipiq_size;
1666
1667         /* build our map of 'other' CPUs */
1668         mycpu->gd_other_cpus = smp_startup_mask;
1669         CPUMASK_NANDBIT(mycpu->gd_other_cpus, mycpu->gd_cpuid);
1670
1671         gd = (struct mdglobaldata *)mycpu;
1672         gd->gd_acpi_id = CPUID_TO_ACPIID(mycpu->gd_cpuid);
1673
1674         ipiq_size = sizeof(struct lwkt_ipiq) * ncpus;
1675         mycpu->gd_ipiq = (void *)kmem_alloc(kernel_map, ipiq_size,
1676                                             VM_SUBSYS_IPIQ);
1677         bzero(mycpu->gd_ipiq, ipiq_size);
1678
1679         /* initialize arc4random. */
1680         arc4_init_pcpu(0);
1681
1682         pmap_set_opt();
1683
1684         if (cpu_feature & CPUID_TSC)
1685                 tsc0_offset = rdtsc();
1686 }
1687
1688
1689 /*
1690  * CPU TOPOLOGY DETECTION FUNCTIONS
1691  */
1692
1693 /* Detect intel topology using CPUID 
1694  * Ref: http://www.intel.com/Assets/PDF/appnote/241618.pdf, pg 41
1695  */
1696 static void
1697 detect_intel_topology(int count_htt_cores)
1698 {
1699         int shift = 0;
1700         int ecx_index = 0;
1701         int core_plus_logical_bits = 0;
1702         int cores_per_package;
1703         int logical_per_package;
1704         int logical_per_core;
1705         unsigned int p[4];
1706
1707         if (cpu_high >= 0xb) {
1708                 goto FUNC_B;
1709
1710         } else if (cpu_high >= 0x4) {
1711                 goto FUNC_4;
1712
1713         } else {
1714                 core_bits = 0;
1715                 for (shift = 0; (1 << shift) < count_htt_cores; ++shift)
1716                         ;
1717                 logical_CPU_bits = 1 << shift;
1718                 return;
1719         }
1720
1721 FUNC_B:
1722         cpuid_count(0xb, FUNC_B_THREAD_LEVEL, p);
1723
1724         /* if 0xb not supported - fallback to 0x4 */
1725         if (p[1] == 0 || (FUNC_B_TYPE(p[2]) != FUNC_B_THREAD_TYPE)) {
1726                 goto FUNC_4;
1727         }
1728
1729         logical_CPU_bits = FUNC_B_BITS_SHIFT_NEXT_LEVEL(p[0]);
1730
1731         ecx_index = FUNC_B_THREAD_LEVEL + 1;
1732         do {
1733                 cpuid_count(0xb, ecx_index, p);
1734
1735                 /* Check for the Core type in the implemented sub leaves. */
1736                 if (FUNC_B_TYPE(p[2]) == FUNC_B_CORE_TYPE) {
1737                         core_plus_logical_bits = FUNC_B_BITS_SHIFT_NEXT_LEVEL(p[0]);
1738                         break;
1739                 }
1740
1741                 ecx_index++;
1742
1743         } while (FUNC_B_TYPE(p[2]) != FUNC_B_INVALID_TYPE);
1744
1745         core_bits = core_plus_logical_bits - logical_CPU_bits;
1746
1747         return;
1748
1749 FUNC_4:
1750         cpuid_count(0x4, 0, p);
1751         cores_per_package = FUNC_4_MAX_CORE_NO(p[0]) + 1;
1752
1753         logical_per_package = count_htt_cores;
1754         logical_per_core = logical_per_package / cores_per_package;
1755         
1756         for (shift = 0; (1 << shift) < logical_per_core; ++shift)
1757                 ;
1758         logical_CPU_bits = shift;
1759
1760         for (shift = 0; (1 << shift) < cores_per_package; ++shift)
1761                 ;
1762         core_bits = shift;
1763
1764         return;
1765 }
1766
1767 /* Detect AMD topology using CPUID
1768  * Ref: http://support.amd.com/us/Embedded_TechDocs/25481.pdf, last page
1769  */
1770 static void
1771 detect_amd_topology(int count_htt_cores)
1772 {
1773         int shift = 0;
1774         if ((cpu_feature & CPUID_HTT) && (amd_feature2 & AMDID2_CMP)) {
1775                 if (cpu_procinfo2 & AMDID_COREID_SIZE) {
1776                         core_bits = (cpu_procinfo2 & AMDID_COREID_SIZE) >>
1777                                     AMDID_COREID_SIZE_SHIFT;
1778                 } else {
1779                         core_bits = (cpu_procinfo2 & AMDID_CMP_CORES) + 1;
1780                         for (shift = 0; (1 << shift) < core_bits; ++shift)
1781                                 ;
1782                         core_bits = shift;
1783                 }
1784                 logical_CPU_bits = count_htt_cores >> core_bits;
1785                 for (shift = 0; (1 << shift) < logical_CPU_bits; ++shift)
1786                         ;
1787                 logical_CPU_bits = shift;
1788
1789                 kprintf("core_bits %d logical_CPU_bits %d\n",
1790                         core_bits - logical_CPU_bits, logical_CPU_bits);
1791
1792                 if (amd_feature2 & AMDID2_TOPOEXT) {
1793                         u_int p[4];     /* eax,ebx,ecx,edx */
1794                         int nodes;
1795
1796                         cpuid_count(0x8000001e, 0, p);
1797
1798                         switch(((p[1] >> 8) & 3) + 1) {
1799                         case 1:
1800                                 logical_CPU_bits = 0;
1801                                 break;
1802                         case 2:
1803                                 logical_CPU_bits = 1;
1804                                 break;
1805                         case 3:
1806                         case 4:
1807                                 logical_CPU_bits = 2;
1808                                 break;
1809                         }
1810
1811                         /*
1812                          * Nodes are kind of a stand-in for packages*sockets,
1813                          * but can be thought of in terms of Numa domains.
1814                          */
1815                         nodes = ((p[2] >> 8) & 7) + 1;
1816                         switch(nodes) {
1817                         case 8:
1818                         case 7:
1819                         case 6:
1820                         case 5:
1821                                 --core_bits;
1822                                 /* fallthrough */
1823                         case 4:
1824                         case 3:
1825                                 --core_bits;
1826                                 /* fallthrough */
1827                         case 2:
1828                                 --core_bits;
1829                                 /* fallthrough */
1830                         case 1:
1831                                 break;
1832                         }
1833                         core_bits -= logical_CPU_bits;
1834                         kprintf("%d-way htt, %d Nodes, %d cores/node\n",
1835                                 (int)(((p[1] >> 8) & 3) + 1),
1836                                 nodes,
1837                                 1 << core_bits);
1838
1839                 }
1840 #if 0
1841                 if (amd_feature2 & AMDID2_TOPOEXT) {
1842                         u_int p[4];
1843                         int i;
1844                         int type;
1845                         int level;
1846                         int share_count;
1847
1848                         logical_CPU_bits = 0;
1849                         core_bits = 0;
1850
1851                         for (i = 0; i < 256; ++i)  {
1852                                 cpuid_count(0x8000001d, i, p);
1853                                 type = p[0] & 0x1f;
1854                                 level = (p[0] >> 5) & 0x7;
1855                                 share_count = 1 + ((p[0] >> 14) & 0xfff);
1856
1857                                 if (type == 0)
1858                                         break;
1859                                 kprintf("Topology probe i=%2d type=%d "
1860                                         "level=%d share_count=%d\n",
1861                                         i, type, level, share_count);
1862                                 shift = 0;
1863                                 while ((1 << shift) < share_count)
1864                                         ++shift;
1865
1866                                 switch(type) {
1867                                 case 1:
1868                                         /*
1869                                          * CPUID_TYPE_SMT
1870                                          *
1871                                          * Logical CPU (SMT)
1872                                          */
1873                                         logical_CPU_bits = shift;
1874                                         break;
1875                                 case 2:
1876                                         /*
1877                                          * CPUID_TYPE_CORE
1878                                          *
1879                                          * Physical subdivision of a package
1880                                          */
1881                                         core_bits = logical_CPU_bits +
1882                                                     shift;
1883                                         break;
1884                                 case 3:
1885                                         /*
1886                                          * CPUID_TYPE_CACHE
1887                                          *
1888                                          * CPU L1/L2/L3 cache
1889                                          */
1890                                         break;
1891                                 case 4:
1892                                         /*
1893                                          * CPUID_TYPE_PKG
1894                                          *
1895                                          * Package aka chip, equivalent to
1896                                          * socket
1897                                          */
1898                                         break;
1899                                 }
1900                         }
1901                 }
1902 #endif
1903         } else {
1904                 for (shift = 0; (1 << shift) < count_htt_cores; ++shift)
1905                         ;
1906                 core_bits = shift;
1907                 logical_CPU_bits = 0;
1908         }
1909 }
1910
1911 static void
1912 amd_get_compute_unit_id(void *arg)
1913 {
1914         u_int regs[4];
1915
1916         do_cpuid(0x8000001e, regs);
1917         cpu_node_t * mynode = get_cpu_node_by_cpuid(mycpuid);
1918
1919         /* 
1920          * AMD - CPUID Specification September 2010
1921          * page 34 - //ComputeUnitID = ebx[0:7]//
1922          */
1923         mynode->compute_unit_id = regs[1] & 0xff;
1924 }
1925
1926 int
1927 fix_amd_topology(void)
1928 {
1929         cpumask_t mask;
1930
1931         if (cpu_vendor_id != CPU_VENDOR_AMD)
1932                 return -1;
1933         if ((amd_feature2 & AMDID2_TOPOEXT) == 0)
1934                 return -1;
1935
1936         CPUMASK_ASSALLONES(mask);
1937         lwkt_cpusync_simple(mask, amd_get_compute_unit_id, NULL);
1938
1939         kprintf("Compute unit iDS:\n");
1940         int i;
1941         for (i = 0; i < ncpus; i++) {
1942                 kprintf("%d-%d; \n",
1943                         i, get_cpu_node_by_cpuid(i)->compute_unit_id);
1944         }
1945         return 0;
1946 }
1947
1948 /*
1949  * Calculate
1950  * - logical_CPU_bits
1951  * - core_bits
1952  * With the values above (for AMD or INTEL) we are able to generally
1953  * detect the CPU topology (number of cores for each level):
1954  * Ref: http://wiki.osdev.org/Detecting_CPU_Topology_(80x86)
1955  * Ref: http://www.multicoreinfo.com/research/papers/whitepapers/Intel-detect-topology.pdf
1956  */
1957 void
1958 detect_cpu_topology(void)
1959 {
1960         static int topology_detected = 0;
1961         int count = 0;
1962         
1963         if (topology_detected)
1964                 goto OUT;
1965         if ((cpu_feature & CPUID_HTT) == 0) {
1966                 core_bits = 0;
1967                 logical_CPU_bits = 0;
1968                 goto OUT;
1969         }
1970         count = (cpu_procinfo & CPUID_HTT_CORES) >> CPUID_HTT_CORE_SHIFT;
1971
1972         if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL)
1973                 detect_intel_topology(count);   
1974         else if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_AMD)
1975                 detect_amd_topology(count);
1976         topology_detected = 1;
1977
1978 OUT:
1979         if (bootverbose) {
1980                 kprintf("Bits within APICID: logical_CPU_bits: %d; "
1981                         "core_bits: %d\n",
1982                         logical_CPU_bits, core_bits);
1983         }
1984 }
1985
1986 /*
1987  * Interface functions to calculate chip_ID,
1988  * core_number and logical_number
1989  * Ref: http://wiki.osdev.org/Detecting_CPU_Topology_(80x86)
1990  */
1991 int
1992 get_chip_ID(int cpuid)
1993 {
1994         return get_apicid_from_cpuid(cpuid) >>
1995             (logical_CPU_bits + core_bits);
1996 }
1997
1998 int
1999 get_chip_ID_from_APICID(int apicid)
2000 {
2001         return apicid >> (logical_CPU_bits + core_bits);
2002 }
2003
2004 int
2005 get_core_number_within_chip(int cpuid)
2006 {
2007         return ((get_apicid_from_cpuid(cpuid) >> logical_CPU_bits) &
2008                 ((1 << core_bits) - 1));
2009 }
2010
2011 int
2012 get_logical_CPU_number_within_core(int cpuid)
2013 {
2014         return (get_apicid_from_cpuid(cpuid) &
2015                 ((1 << logical_CPU_bits) - 1));
2016 }