]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/i386/include/mptable.h
Maintain a mapping from irq number to (ioapic number, int pin) tuple,
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / i386 / include / mptable.h
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  *      $Id: mp_machdep.c,v 1.79 1998/08/24 02:28:15 bde Exp $
26  */
27
28 #include "opt_smp.h"
29 #include "opt_vm86.h"
30 #include "opt_cpu.h"
31 #include "opt_user_ldt.h"
32
33 #ifdef SMP
34 #include <machine/smptests.h>
35 #else
36 #error
37 #endif
38
39 #include <sys/param.h>
40 #include <sys/systm.h>
41 #include <sys/kernel.h>
42 #include <sys/proc.h>
43 #include <sys/sysctl.h>
44 #ifdef BETTER_CLOCK
45 #include <sys/dkstat.h>
46 #endif
47
48 #include <vm/vm.h>
49 #include <vm/vm_param.h>
50 #include <vm/pmap.h>
51 #include <vm/vm_kern.h>
52 #include <vm/vm_extern.h>
53 #ifdef BETTER_CLOCK
54 #include <sys/lock.h>
55 #include <vm/vm_map.h>
56 #include <sys/user.h>
57 #ifdef GPROF 
58 #include <sys/gmon.h>
59 #endif
60 #endif
61
62 #include <machine/smp.h>
63 #include <machine/apic.h>
64 #include <machine/mpapic.h>
65 #include <machine/segments.h>
66 #include <machine/smptests.h>   /** TEST_DEFAULT_CONFIG, TEST_TEST1 */
67 #include <machine/tss.h>
68 #include <machine/specialreg.h>
69 #include <machine/cputypes.h>
70 #include <machine/globaldata.h>
71
72 #include <i386/i386/cons.h>     /* cngetc() */
73
74 #if defined(APIC_IO)
75 #include <machine/md_var.h>             /* setidt() */
76 #include <i386/isa/icu.h>               /* IPIs */
77 #include <i386/isa/intr_machdep.h>      /* IPIs */
78 #endif  /* APIC_IO */
79
80 #if defined(TEST_DEFAULT_CONFIG)
81 #define MPFPS_MPFB1     TEST_DEFAULT_CONFIG
82 #else
83 #define MPFPS_MPFB1     mpfps->mpfb1
84 #endif  /* TEST_DEFAULT_CONFIG */
85
86 #define WARMBOOT_TARGET         0
87 #define WARMBOOT_OFF            (KERNBASE + 0x0467)
88 #define WARMBOOT_SEG            (KERNBASE + 0x0469)
89
90 #define BIOS_BASE               (0xf0000)
91 #define BIOS_SIZE               (0x10000)
92 #define BIOS_COUNT              (BIOS_SIZE/4)
93
94 #define CMOS_REG                (0x70)
95 #define CMOS_DATA               (0x71)
96 #define BIOS_RESET              (0x0f)
97 #define BIOS_WARM               (0x0a)
98
99 #define PROCENTRY_FLAG_EN       0x01
100 #define PROCENTRY_FLAG_BP       0x02
101 #define IOAPICENTRY_FLAG_EN     0x01
102
103
104 /* MP Floating Pointer Structure */
105 typedef struct MPFPS {
106         char    signature[4];
107         void   *pap;
108         u_char  length;
109         u_char  spec_rev;
110         u_char  checksum;
111         u_char  mpfb1;
112         u_char  mpfb2;
113         u_char  mpfb3;
114         u_char  mpfb4;
115         u_char  mpfb5;
116 }      *mpfps_t;
117
118 /* MP Configuration Table Header */
119 typedef struct MPCTH {
120         char    signature[4];
121         u_short base_table_length;
122         u_char  spec_rev;
123         u_char  checksum;
124         u_char  oem_id[8];
125         u_char  product_id[12];
126         void   *oem_table_pointer;
127         u_short oem_table_size;
128         u_short entry_count;
129         void   *apic_address;
130         u_short extended_table_length;
131         u_char  extended_table_checksum;
132         u_char  reserved;
133 }      *mpcth_t;
134
135
136 typedef struct PROCENTRY {
137         u_char  type;
138         u_char  apic_id;
139         u_char  apic_version;
140         u_char  cpu_flags;
141         u_long  cpu_signature;
142         u_long  feature_flags;
143         u_long  reserved1;
144         u_long  reserved2;
145 }      *proc_entry_ptr;
146
147 typedef struct BUSENTRY {
148         u_char  type;
149         u_char  bus_id;
150         char    bus_type[6];
151 }      *bus_entry_ptr;
152
153 typedef struct IOAPICENTRY {
154         u_char  type;
155         u_char  apic_id;
156         u_char  apic_version;
157         u_char  apic_flags;
158         void   *apic_address;
159 }      *io_apic_entry_ptr;
160
161 typedef struct INTENTRY {
162         u_char  type;
163         u_char  int_type;
164         u_short int_flags;
165         u_char  src_bus_id;
166         u_char  src_bus_irq;
167         u_char  dst_apic_id;
168         u_char  dst_apic_int;
169 }      *int_entry_ptr;
170
171 /* descriptions of MP basetable entries */
172 typedef struct BASETABLE_ENTRY {
173         u_char  type;
174         u_char  length;
175         char    name[16];
176 }       basetable_entry;
177
178 /*
179  * this code MUST be enabled here and in mpboot.s.
180  * it follows the very early stages of AP boot by placing values in CMOS ram.
181  * it NORMALLY will never be needed and thus the primitive method for enabling.
182  *
183 #define CHECK_POINTS
184  */
185
186 #if defined(CHECK_POINTS)
187 #define CHECK_READ(A)    (outb(CMOS_REG, (A)), inb(CMOS_DATA))
188 #define CHECK_WRITE(A,D) (outb(CMOS_REG, (A)), outb(CMOS_DATA, (D)))
189
190 #define CHECK_INIT(D);                          \
191         CHECK_WRITE(0x34, (D));                 \
192         CHECK_WRITE(0x35, (D));                 \
193         CHECK_WRITE(0x36, (D));                 \
194         CHECK_WRITE(0x37, (D));                 \
195         CHECK_WRITE(0x38, (D));                 \
196         CHECK_WRITE(0x39, (D));
197
198 #define CHECK_PRINT(S);                         \
199         printf("%s: %d, %d, %d, %d, %d, %d\n",  \
200            (S),                                 \
201            CHECK_READ(0x34),                    \
202            CHECK_READ(0x35),                    \
203            CHECK_READ(0x36),                    \
204            CHECK_READ(0x37),                    \
205            CHECK_READ(0x38),                    \
206            CHECK_READ(0x39));
207
208 #else                           /* CHECK_POINTS */
209
210 #define CHECK_INIT(D)
211 #define CHECK_PRINT(S)
212
213 #endif                          /* CHECK_POINTS */
214
215 /*
216  * Values to send to the POST hardware.
217  */
218 #define MP_BOOTADDRESS_POST     0x10
219 #define MP_PROBE_POST           0x11
220 #define MPTABLE_PASS1_POST      0x12
221
222 #define MP_START_POST           0x13
223 #define MP_ENABLE_POST          0x14
224 #define MPTABLE_PASS2_POST      0x15
225
226 #define START_ALL_APS_POST      0x16
227 #define INSTALL_AP_TRAMP_POST   0x17
228 #define START_AP_POST           0x18
229
230 #define MP_ANNOUNCE_POST        0x19
231
232
233 /** XXX FIXME: where does this really belong, isa.h/isa.c perhaps? */
234 int     current_postcode;
235
236 /** XXX FIXME: what system files declare these??? */
237 extern struct region_descriptor r_gdt, r_idt;
238
239 int     bsp_apic_ready = 0;     /* flags useability of BSP apic */
240 int     mp_ncpus;               /* # of CPUs, including BSP */
241 int     mp_naps;                /* # of Applications processors */
242 int     mp_nbusses;             /* # of busses */
243 int     mp_napics;              /* # of IO APICs */
244 int     boot_cpu_id;            /* designated BSP */
245 vm_offset_t cpu_apic_address;
246 vm_offset_t io_apic_address[NAPICID];   /* NAPICID is more than enough */
247 extern  int nkpt;
248
249 u_int32_t cpu_apic_versions[NCPU];
250 u_int32_t io_apic_versions[NAPIC];
251
252 #ifdef APIC_INTR_DIAGNOSTIC
253 int apic_itrace_enter[32];
254 int apic_itrace_tryisrlock[32];
255 int apic_itrace_gotisrlock[32];
256 int apic_itrace_active[32];
257 int apic_itrace_masked[32];
258 int apic_itrace_noisrlock[32];
259 int apic_itrace_masked2[32];
260 int apic_itrace_unmask[32];
261 int apic_itrace_noforward[32];
262 int apic_itrace_leave[32];
263 int apic_itrace_enter2[32];
264 int apic_itrace_doreti[32];
265 int apic_itrace_splz[32];
266 int apic_itrace_eoi[32];
267 #ifdef APIC_INTR_DIAGNOSTIC_IRQ
268 unsigned short apic_itrace_debugbuffer[32768];
269 int apic_itrace_debugbuffer_idx;
270 struct simplelock apic_itrace_debuglock;
271 #endif
272 #endif
273
274 #ifdef APIC_INTR_REORDER
275 struct {
276         volatile int *location;
277         int bit;
278 } apic_isrbit_location[32];
279 #endif
280
281 struct apic_intmapinfo  int_to_apicintpin[APIC_INTMAPSIZE];
282
283 /*
284  * APIC ID logical/physical mapping structures.
285  * We oversize these to simplify boot-time config.
286  */
287 int     cpu_num_to_apic_id[NAPICID];
288 int     io_num_to_apic_id[NAPICID];
289 int     apic_id_to_logical[NAPICID];
290
291
292 /* Bitmap of all available CPUs */
293 u_int   all_cpus;
294
295 /* AP uses this PTD during bootstrap.  Do not staticize.  */
296 pd_entry_t *bootPTD;
297
298 /* Hotwire a 0->4MB V==P mapping */
299 extern pt_entry_t *KPTphys;
300
301 /* Virtual address of per-cpu common_tss */
302 extern struct i386tss common_tss;
303 #ifdef VM86
304 extern struct segment_descriptor common_tssd;
305 extern u_int private_tss;               /* flag indicating private tss */
306 extern u_int my_tr;
307 #endif /* VM86 */
308
309 /* IdlePTD per cpu */
310 pd_entry_t *IdlePTDS[NCPU];
311
312 /* "my" private page table page, for BSP init */
313 extern pt_entry_t SMP_prvpt[];
314
315 /* Private page pointer to curcpu's PTD, used during BSP init */
316 extern pd_entry_t *my_idlePTD;
317
318 struct pcb stoppcbs[NCPU];
319
320 int smp_started;                /* has the system started? */
321
322 /*
323  * Local data and functions.
324  */
325
326 static int      mp_capable;
327 static u_int    boot_address;
328 static u_int    base_memory;
329
330 static int      picmode;                /* 0: virtual wire mode, 1: PIC mode */
331 static mpfps_t  mpfps;
332 static int      search_for_sig(u_int32_t target, int count);
333 static void     mp_enable(u_int boot_addr);
334
335 static int      mptable_pass1(void);
336 static int      mptable_pass2(void);
337 static void     default_mp_table(int type);
338 static void     fix_mp_table(void);
339 static void     setup_apic_irq_mapping(void);
340 static void     init_locks(void);
341 static int      start_all_aps(u_int boot_addr);
342 static void     install_ap_tramp(u_int boot_addr);
343 static int      start_ap(int logicalCpu, u_int boot_addr);
344
345 /*
346  * Calculate usable address in base memory for AP trampoline code.
347  */
348 u_int
349 mp_bootaddress(u_int basemem)
350 {
351         POSTCODE(MP_BOOTADDRESS_POST);
352
353         base_memory = basemem * 1024;   /* convert to bytes */
354
355         boot_address = base_memory & ~0xfff;    /* round down to 4k boundary */
356         if ((base_memory - boot_address) < bootMP_size)
357                 boot_address -= 4096;   /* not enough, lower by 4k */
358
359         return boot_address;
360 }
361
362
363 /*
364  * Look for an Intel MP spec table (ie, SMP capable hardware).
365  */
366 int
367 mp_probe(void)
368 {
369         int     x;
370         u_long  segment;
371         u_int32_t target;
372
373         POSTCODE(MP_PROBE_POST);
374
375         /* see if EBDA exists */
376         if (segment = (u_long) * (u_short *) (KERNBASE + 0x40e)) {
377                 /* search first 1K of EBDA */
378                 target = (u_int32_t) (segment << 4);
379                 if ((x = search_for_sig(target, 1024 / 4)) >= 0)
380                         goto found;
381         } else {
382                 /* last 1K of base memory, effective 'top of base' passed in */
383                 target = (u_int32_t) (base_memory - 0x400);
384                 if ((x = search_for_sig(target, 1024 / 4)) >= 0)
385                         goto found;
386         }
387
388         /* search the BIOS */
389         target = (u_int32_t) BIOS_BASE;
390         if ((x = search_for_sig(target, BIOS_COUNT)) >= 0)
391                 goto found;
392
393         /* nothing found */
394         mpfps = (mpfps_t)0;
395         mp_capable = 0;
396         return 0;
397
398 found:
399         /* calculate needed resources */
400         mpfps = (mpfps_t)x;
401         if (mptable_pass1())
402                 panic("you must reconfigure your kernel");
403
404         /* flag fact that we are running multiple processors */
405         mp_capable = 1;
406         return 1;
407 }
408
409
410 /*
411  * Startup the SMP processors.
412  */
413 void
414 mp_start(void)
415 {
416         POSTCODE(MP_START_POST);
417
418         /* look for MP capable motherboard */
419         if (mp_capable)
420                 mp_enable(boot_address);
421         else
422                 panic("MP hardware not found!");
423 }
424
425
426 /*
427  * Print various information about the SMP system hardware and setup.
428  */
429 void
430 mp_announce(void)
431 {
432         int     x;
433
434         POSTCODE(MP_ANNOUNCE_POST);
435
436         printf("FreeBSD/SMP: Multiprocessor motherboard\n");
437         printf(" cpu0 (BSP): apic id: %2d", CPU_TO_ID(0));
438         printf(", version: 0x%08x", cpu_apic_versions[0]);
439         printf(", at 0x%08x\n", cpu_apic_address);
440         for (x = 1; x <= mp_naps; ++x) {
441                 printf(" cpu%d (AP):  apic id: %2d", x, CPU_TO_ID(x));
442                 printf(", version: 0x%08x", cpu_apic_versions[x]);
443                 printf(", at 0x%08x\n", cpu_apic_address);
444         }
445
446 #if defined(APIC_IO)
447         for (x = 0; x < mp_napics; ++x) {
448                 printf(" io%d (APIC): apic id: %2d", x, IO_TO_ID(x));
449                 printf(", version: 0x%08x", io_apic_versions[x]);
450                 printf(", at 0x%08x\n", io_apic_address[x]);
451         }
452 #else
453         printf(" Warning: APIC I/O disabled\n");
454 #endif  /* APIC_IO */
455 }
456
457 /*
458  * AP cpu's call this to sync up protected mode.
459  */
460 void
461 init_secondary(void)
462 {
463         int     gsel_tss;
464 #ifndef VM86
465         u_int   my_tr;
466 #endif
467
468         r_gdt.rd_limit = sizeof(gdt[0]) * (NGDT + NCPU) - 1;
469         r_gdt.rd_base = (int) gdt;
470         lgdt(&r_gdt);                   /* does magic intra-segment return */
471         lidt(&r_idt);
472         lldt(_default_ldt);
473 #ifdef USER_LDT
474         currentldt = _default_ldt;
475 #endif
476
477         my_tr = NGDT + cpuid;
478         gsel_tss = GSEL(my_tr, SEL_KPL);
479         gdt[my_tr].sd.sd_type = SDT_SYS386TSS;
480         common_tss.tss_esp0 = 0;        /* not used until after switch */
481         common_tss.tss_ss0 = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
482         common_tss.tss_ioopt = (sizeof common_tss) << 16;
483 #ifdef VM86
484         common_tssd = gdt[my_tr].sd;
485         private_tss = 0;
486 #endif /* VM86 */
487         ltr(gsel_tss);
488
489         load_cr0(0x8005003b);           /* XXX! */
490
491         PTD[0] = 0;
492         pmap_set_opt((unsigned *)PTD);
493
494         putmtrr();
495         pmap_setvidram();
496
497         invltlb();
498 }
499
500
501 #if defined(APIC_IO)
502 /*
503  * Final configuration of the BSP's local APIC:
504  *  - disable 'pic mode'.
505  *  - disable 'virtual wire mode'.
506  *  - enable NMI.
507  */
508 void
509 bsp_apic_configure(void)
510 {
511         u_char          byte;
512         u_int32_t       temp;
513
514         /* leave 'pic mode' if necessary */
515         if (picmode) {
516                 outb(0x22, 0x70);       /* select IMCR */
517                 byte = inb(0x23);       /* current contents */
518                 byte |= 0x01;           /* mask external INTR */
519                 outb(0x23, byte);       /* disconnect 8259s/NMI */
520         }
521
522         /* mask lint0 (the 8259 'virtual wire' connection) */
523         temp = lapic.lvt_lint0;
524         temp |= APIC_LVT_M;             /* set the mask */
525         lapic.lvt_lint0 = temp;
526
527         /* setup lint1 to handle NMI */
528         temp = lapic.lvt_lint1;
529         temp &= ~APIC_LVT_M;            /* clear the mask */
530         lapic.lvt_lint1 = temp;
531
532         if (bootverbose)
533                 apic_dump("bsp_apic_configure()");
534 }
535 #endif  /* APIC_IO */
536
537
538 /*******************************************************************
539  * local functions and data
540  */
541
542 /*
543  * start the SMP system
544  */
545 static void
546 mp_enable(u_int boot_addr)
547 {
548         int     x;
549 #if defined(APIC_IO)
550         int     apic;
551         u_int   ux;
552 #endif  /* APIC_IO */
553
554         getmtrr();
555         pmap_setvidram();
556
557         POSTCODE(MP_ENABLE_POST);
558
559         /* turn on 4MB of V == P addressing so we can get to MP table */
560         *(int *)PTD = PG_V | PG_RW | ((uintptr_t)(void *)KPTphys & PG_FRAME);
561         invltlb();
562
563         /* examine the MP table for needed info, uses physical addresses */
564         x = mptable_pass2();
565
566         *(int *)PTD = 0;
567         invltlb();
568
569         /* can't process default configs till the CPU APIC is pmapped */
570         if (x)
571                 default_mp_table(x);
572
573         /* post scan cleanup */
574         fix_mp_table();
575         setup_apic_irq_mapping();
576
577 #if defined(APIC_IO)
578
579         /* fill the LOGICAL io_apic_versions table */
580         for (apic = 0; apic < mp_napics; ++apic) {
581                 ux = io_apic_read(apic, IOAPIC_VER);
582                 io_apic_versions[apic] = ux;
583         }
584
585         /* program each IO APIC in the system */
586         for (apic = 0; apic < mp_napics; ++apic)
587                 if (io_apic_setup(apic) < 0)
588                         panic("IO APIC setup failure");
589
590         /* install a 'Spurious INTerrupt' vector */
591         setidt(XSPURIOUSINT_OFFSET, Xspuriousint,
592                SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
593
594         /* install an inter-CPU IPI for TLB invalidation */
595         setidt(XINVLTLB_OFFSET, Xinvltlb,
596                SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
597
598 #ifdef BETTER_CLOCK
599         /* install an inter-CPU IPI for reading processor state */
600         setidt(XCPUCHECKSTATE_OFFSET, Xcpucheckstate,
601                SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
602 #endif
603         
604         /* install an inter-CPU IPI for forcing an additional software trap */
605         setidt(XCPUAST_OFFSET, Xcpuast,
606                SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
607         
608         /* install an inter-CPU IPI for interrupt forwarding */
609         setidt(XFORWARD_IRQ_OFFSET, Xforward_irq,
610                SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
611
612         /* install an inter-CPU IPI for CPU stop/restart */
613         setidt(XCPUSTOP_OFFSET, Xcpustop,
614                SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
615
616 #if defined(TEST_TEST1)
617         /* install a "fake hardware INTerrupt" vector */
618         setidt(XTEST1_OFFSET, Xtest1,
619                SDT_SYS386IGT, SEL_KPL, GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
620 #endif  /** TEST_TEST1 */
621
622 #endif  /* APIC_IO */
623
624         /* initialize all SMP locks */
625         init_locks();
626
627         /* start each Application Processor */
628         start_all_aps(boot_addr);
629
630         /* 
631          * The init process might be started on a different CPU now,
632          * and the boot CPU might not call prepare_usermode to get
633          * cr0 correctly configured. Thus we initialize cr0 here.
634          */
635         load_cr0(rcr0() | CR0_WP | CR0_AM);
636 }
637
638
639 /*
640  * look for the MP spec signature
641  */
642
643 /* string defined by the Intel MP Spec as identifying the MP table */
644 #define MP_SIG          0x5f504d5f      /* _MP_ */
645 #define NEXT(X)         ((X) += 4)
646 static int
647 search_for_sig(u_int32_t target, int count)
648 {
649         int     x;
650         u_int32_t *addr = (u_int32_t *) (KERNBASE + target);
651
652         for (x = 0; x < count; NEXT(x))
653                 if (addr[x] == MP_SIG)
654                         /* make array index a byte index */
655                         return (target + (x * sizeof(u_int32_t)));
656
657         return -1;
658 }
659
660
661 static basetable_entry basetable_entry_types[] =
662 {
663         {0, 20, "Processor"},
664         {1, 8, "Bus"},
665         {2, 8, "I/O APIC"},
666         {3, 8, "I/O INT"},
667         {4, 8, "Local INT"}
668 };
669
670 typedef struct BUSDATA {
671         u_char  bus_id;
672         enum busTypes bus_type;
673 }       bus_datum;
674
675 typedef struct INTDATA {
676         u_char  int_type;
677         u_short int_flags;
678         u_char  src_bus_id;
679         u_char  src_bus_irq;
680         u_char  dst_apic_id;
681         u_char  dst_apic_int;
682         u_char  int_vector;
683 }       io_int, local_int;
684
685 typedef struct BUSTYPENAME {
686         u_char  type;
687         char    name[7];
688 }       bus_type_name;
689
690 static bus_type_name bus_type_table[] =
691 {
692         {CBUS, "CBUS"},
693         {CBUSII, "CBUSII"},
694         {EISA, "EISA"},
695         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
696         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
697         {ISA, "ISA"},
698         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
699         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
700         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
701         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
702         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
703         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
704         {PCI, "PCI"},
705         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
706         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
707         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
708         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"},
709         {XPRESS, "XPRESS"},
710         {UNKNOWN_BUSTYPE, "---"}
711 };
712 /* from MP spec v1.4, table 5-1 */
713 static int default_data[7][5] =
714 {
715 /*   nbus, id0, type0, id1, type1 */
716         {1, 0, ISA, 255, 255},
717         {1, 0, EISA, 255, 255},
718         {1, 0, EISA, 255, 255},
719         {0, 255, 255, 255, 255},/* MCA not supported */
720         {2, 0, ISA, 1, PCI},
721         {2, 0, EISA, 1, PCI},
722         {0, 255, 255, 255, 255} /* MCA not supported */
723 };
724
725
726 /* the bus data */
727 static bus_datum bus_data[NBUS];
728
729 /* the IO INT data, one entry per possible APIC INTerrupt */
730 static io_int  io_apic_ints[NINTR];
731
732 static int nintrs;
733
734 static int processor_entry      __P((proc_entry_ptr entry, int cpu));
735 static int bus_entry            __P((bus_entry_ptr entry, int bus));
736 static int io_apic_entry        __P((io_apic_entry_ptr entry, int apic));
737 static int int_entry            __P((int_entry_ptr entry, int intr));
738 static int lookup_bus_type      __P((char *name));
739
740
741 /*
742  * 1st pass on motherboard's Intel MP specification table.
743  *
744  * initializes:
745  *      mp_ncpus = 1
746  *
747  * determines:
748  *      cpu_apic_address (common to all CPUs)
749  *      io_apic_address[N]
750  *      mp_naps
751  *      mp_nbusses
752  *      mp_napics
753  *      nintrs
754  */
755 static int
756 mptable_pass1(void)
757 {
758         int     x;
759         mpcth_t cth;
760         int     totalSize;
761         void*   position;
762         int     count;
763         int     type;
764         int     mustpanic;
765
766         POSTCODE(MPTABLE_PASS1_POST);
767
768         mustpanic = 0;
769
770         /* clear various tables */
771         for (x = 0; x < NAPICID; ++x) {
772                 io_apic_address[x] = ~0;        /* IO APIC address table */
773         }
774
775         /* init everything to empty */
776         mp_naps = 0;
777         mp_nbusses = 0;
778         mp_napics = 0;
779         nintrs = 0;
780
781         /* check for use of 'default' configuration */
782         if (MPFPS_MPFB1 != 0) {
783                 /* use default addresses */
784                 cpu_apic_address = DEFAULT_APIC_BASE;
785                 io_apic_address[0] = DEFAULT_IO_APIC_BASE;
786
787                 /* fill in with defaults */
788                 mp_naps = 2;            /* includes BSP */
789                 mp_nbusses = default_data[MPFPS_MPFB1 - 1][0];
790 #if defined(APIC_IO)
791                 mp_napics = 1;
792                 nintrs = 16;
793 #endif  /* APIC_IO */
794         }
795         else {
796                 if ((cth = mpfps->pap) == 0)
797                         panic("MP Configuration Table Header MISSING!");
798
799                 cpu_apic_address = (vm_offset_t) cth->apic_address;
800
801                 /* walk the table, recording info of interest */
802                 totalSize = cth->base_table_length - sizeof(struct MPCTH);
803                 position = (u_char *) cth + sizeof(struct MPCTH);
804                 count = cth->entry_count;
805
806                 while (count--) {
807                         switch (type = *(u_char *) position) {
808                         case 0: /* processor_entry */
809                                 if (((proc_entry_ptr)position)->cpu_flags
810                                         & PROCENTRY_FLAG_EN)
811                                         ++mp_naps;
812                                 break;
813                         case 1: /* bus_entry */
814                                 ++mp_nbusses;
815                                 break;
816                         case 2: /* io_apic_entry */
817                                 if (((io_apic_entry_ptr)position)->apic_flags
818                                         & IOAPICENTRY_FLAG_EN)
819                                         io_apic_address[mp_napics++] =
820                                             (vm_offset_t)((io_apic_entry_ptr)
821                                                 position)->apic_address;
822                                 break;
823                         case 3: /* int_entry */
824                                 ++nintrs;
825                                 break;
826                         case 4: /* int_entry */
827                                 break;
828                         default:
829                                 panic("mpfps Base Table HOSED!");
830                                 /* NOTREACHED */
831                         }
832
833                         totalSize -= basetable_entry_types[type].length;
834                         (u_char*)position += basetable_entry_types[type].length;
835                 }
836         }
837
838         /* qualify the numbers */
839         if (mp_naps > NCPU)
840 #if 0 /* XXX FIXME: kern/4255 */
841                 printf("Warning: only using %d of %d available CPUs!\n",
842                         NCPU, mp_naps);
843 #else
844         {
845                 printf("NCPU cannot be different than actual CPU count.\n");
846                 printf(" add 'options NCPU=%d' to your kernel config file,\n",
847                         mp_naps);
848                 printf(" then rerun config & rebuild your SMP kernel\n");
849                 mustpanic = 1;
850         }
851 #endif /* XXX FIXME: kern/4255 */
852         if (mp_nbusses > NBUS) {
853                 printf("found %d busses, increase NBUS\n", mp_nbusses);
854                 mustpanic = 1;
855         }
856         if (mp_napics > NAPIC) {
857                 printf("found %d apics, increase NAPIC\n", mp_napics);
858                 mustpanic = 1;
859         }
860         if (nintrs > NINTR) {
861                 printf("found %d intrs, increase NINTR\n", nintrs);
862                 mustpanic = 1;
863         }
864
865         /*
866          * Count the BSP.
867          * This is also used as a counter while starting the APs.
868          */
869         mp_ncpus = 1;
870
871         --mp_naps;      /* subtract the BSP */
872
873         return mustpanic;
874 }
875
876
877 /*
878  * 2nd pass on motherboard's Intel MP specification table.
879  *
880  * sets:
881  *      boot_cpu_id
882  *      ID_TO_IO(N), phy APIC ID to log CPU/IO table
883  *      CPU_TO_ID(N), logical CPU to APIC ID table
884  *      IO_TO_ID(N), logical IO to APIC ID table
885  *      bus_data[N]
886  *      io_apic_ints[N]
887  */
888 static int
889 mptable_pass2(void)
890 {
891         int     x;
892         mpcth_t cth;
893         int     totalSize;
894         void*   position;
895         int     count;
896         int     type;
897         int     apic, bus, cpu, intr;
898
899         POSTCODE(MPTABLE_PASS2_POST);
900
901         /* clear various tables */
902         for (x = 0; x < NAPICID; ++x) {
903                 ID_TO_IO(x) = -1;       /* phy APIC ID to log CPU/IO table */
904                 CPU_TO_ID(x) = -1;      /* logical CPU to APIC ID table */
905                 IO_TO_ID(x) = -1;       /* logical IO to APIC ID table */
906         }
907
908         /* clear bus data table */
909         for (x = 0; x < NBUS; ++x)
910                 bus_data[x].bus_id = 0xff;
911
912         /* clear IO APIC INT table */
913         for (x = 0; x < NINTR; ++x) {
914                 io_apic_ints[x].int_type = 0xff;
915                 io_apic_ints[x].int_vector = 0xff;
916         }
917
918         /* setup the cpu/apic mapping arrays */
919         boot_cpu_id = -1;
920
921         /* record whether PIC or virtual-wire mode */
922         picmode = (mpfps->mpfb2 & 0x80) ? 1 : 0;
923
924         /* check for use of 'default' configuration */
925         if (MPFPS_MPFB1 != 0)
926                 return MPFPS_MPFB1;     /* return default configuration type */
927
928         if ((cth = mpfps->pap) == 0)
929                 panic("MP Configuration Table Header MISSING!");
930
931         /* walk the table, recording info of interest */
932         totalSize = cth->base_table_length - sizeof(struct MPCTH);
933         position = (u_char *) cth + sizeof(struct MPCTH);
934         count = cth->entry_count;
935         apic = bus = intr = 0;
936         cpu = 1;                                /* pre-count the BSP */
937
938         while (count--) {
939                 switch (type = *(u_char *) position) {
940                 case 0:
941                         if (processor_entry(position, cpu))
942                                 ++cpu;
943                         break;
944                 case 1:
945                         if (bus_entry(position, bus))
946                                 ++bus;
947                         break;
948                 case 2:
949                         if (io_apic_entry(position, apic))
950                                 ++apic;
951                         break;
952                 case 3:
953                         if (int_entry(position, intr))
954                                 ++intr;
955                         break;
956                 case 4:
957                         /* int_entry(position); */
958                         break;
959                 default:
960                         panic("mpfps Base Table HOSED!");
961                         /* NOTREACHED */
962                 }
963
964                 totalSize -= basetable_entry_types[type].length;
965                 (u_char *) position += basetable_entry_types[type].length;
966         }
967
968         if (boot_cpu_id == -1)
969                 panic("NO BSP found!");
970
971         /* report fact that its NOT a default configuration */
972         return 0;
973 }
974
975
976 static void
977 assign_apic_irq(int apic, int intpin, int irq)
978 {
979         int x;
980         
981         if (int_to_apicintpin[irq].ioapic != -1)
982                 panic("assign_apic_irq: inconsistent table");
983         
984         int_to_apicintpin[irq].ioapic = apic;
985         int_to_apicintpin[irq].int_pin = intpin;
986         int_to_apicintpin[irq].apic_address = ioapic[apic];
987         int_to_apicintpin[irq].redirindex = IOAPIC_REDTBL + 2 * intpin;
988         
989         for (x = 0; x < nintrs; x++) {
990                 if ((io_apic_ints[x].int_type == 0 || 
991                      io_apic_ints[x].int_type == 3) &&
992                     io_apic_ints[x].int_vector == 0xff &&
993                     io_apic_ints[x].dst_apic_id == IO_TO_ID(apic) &&
994                     io_apic_ints[x].dst_apic_int == intpin)
995                         io_apic_ints[x].int_vector = irq;
996         }
997 }
998
999 /*
1000  * parse an Intel MP specification table
1001  */
1002 static void
1003 fix_mp_table(void)
1004 {
1005         int     x;
1006         int     id;
1007         int     bus_0;
1008         int     bus_pci;
1009         int     num_pci_bus;
1010
1011         /*
1012          * Fix mis-numbering of the PCI bus and its INT entries if the BIOS
1013          * did it wrong.  The MP spec says that when more than 1 PCI bus
1014          * exists the BIOS must begin with bus entries for the PCI bus and use
1015          * actual PCI bus numbering.  This implies that when only 1 PCI bus
1016          * exists the BIOS can choose to ignore this ordering, and indeed many
1017          * MP motherboards do ignore it.  This causes a problem when the PCI
1018          * sub-system makes requests of the MP sub-system based on PCI bus
1019          * numbers.     So here we look for the situation and renumber the
1020          * busses and associated INTs in an effort to "make it right".
1021          */
1022
1023         /* find bus 0, PCI bus, count the number of PCI busses */
1024         for (num_pci_bus = 0, x = 0; x < mp_nbusses; ++x) {
1025                 if (bus_data[x].bus_id == 0) {
1026                         bus_0 = x;
1027                 }
1028                 if (bus_data[x].bus_type == PCI) {
1029                         ++num_pci_bus;
1030                         bus_pci = x;
1031                 }
1032         }
1033         /*
1034          * bus_0 == slot of bus with ID of 0
1035          * bus_pci == slot of last PCI bus encountered
1036          */
1037
1038         /* check the 1 PCI bus case for sanity */
1039         if (num_pci_bus == 1) {
1040
1041                 /* if it is number 0 all is well */
1042                 if (bus_data[bus_pci].bus_id == 0)
1043                         return;
1044
1045                 /* mis-numbered, swap with whichever bus uses slot 0 */
1046
1047                 /* swap the bus entry types */
1048                 bus_data[bus_pci].bus_type = bus_data[bus_0].bus_type;
1049                 bus_data[bus_0].bus_type = PCI;
1050
1051                 /* swap each relavant INTerrupt entry */
1052                 id = bus_data[bus_pci].bus_id;
1053                 for (x = 0; x < nintrs; ++x) {
1054                         if (io_apic_ints[x].src_bus_id == id) {
1055                                 io_apic_ints[x].src_bus_id = 0;
1056                         }
1057                         else if (io_apic_ints[x].src_bus_id == 0) {
1058                                 io_apic_ints[x].src_bus_id = id;
1059                         }
1060                 }
1061         }
1062         /* sanity check if more than 1 PCI bus */
1063         else if (num_pci_bus > 1) {
1064                 for (x = 0; x < mp_nbusses; ++x) {
1065                         if (bus_data[x].bus_type != PCI)
1066                                 continue;
1067                         if (bus_data[x].bus_id >= num_pci_bus)
1068                                 panic("bad PCI bus numbering");
1069                 }
1070         }
1071 }
1072
1073
1074 static void
1075 setup_apic_irq_mapping(void)
1076 {
1077         int     x;
1078         int     int_vector;
1079
1080         /* Assign low level interrupt handlers */
1081         for (x = 0; x < APIC_INTMAPSIZE; x++) {
1082                 int_to_apicintpin[x].ioapic = -1;
1083                 int_to_apicintpin[x].int_pin = 0;
1084                 int_to_apicintpin[x].apic_address = NULL;
1085                 int_to_apicintpin[x].redirindex = 0;
1086         }
1087         for (x = 0; x < nintrs; x++) {
1088                 if (io_apic_ints[x].dst_apic_int <= APIC_INTMAPSIZE &&
1089                     io_apic_ints[x].dst_apic_id == IO_TO_ID(0) &&
1090                     io_apic_ints[x].int_vector == 0xff && 
1091                     (io_apic_ints[x].int_type == 0 ||
1092                      io_apic_ints[x].int_type == 3)) {
1093                         assign_apic_irq(0, 
1094                                         io_apic_ints[x].dst_apic_int,
1095                                         io_apic_ints[x].dst_apic_int);
1096                 }
1097         }
1098         int_vector = 0;
1099         while (int_vector < APIC_INTMAPSIZE &&
1100                int_to_apicintpin[int_vector].ioapic != -1)
1101                 int_vector++;
1102         for (x = 0; x < nintrs && int_vector < APIC_INTMAPSIZE; x++) {
1103                 if ((io_apic_ints[x].int_type == 0 ||
1104                      io_apic_ints[x].int_type == 3) &&
1105                     io_apic_ints[x].int_vector == 0xff) {
1106                         assign_apic_irq(ID_TO_IO(io_apic_ints[x].dst_apic_id),
1107                                         io_apic_ints[x].dst_apic_int,
1108                                         int_vector);
1109                         int_vector++;
1110                         while (int_vector < APIC_INTMAPSIZE &&
1111                                int_to_apicintpin[int_vector].ioapic != -1)
1112                                 int_vector++;
1113                 }
1114         }
1115 }
1116
1117
1118 static int
1119 processor_entry(proc_entry_ptr entry, int cpu)
1120 {
1121         /* check for usability */
1122         if ((cpu >= NCPU) || !(entry->cpu_flags & PROCENTRY_FLAG_EN))
1123                 return 0;
1124
1125         /* check for BSP flag */
1126         if (entry->cpu_flags & PROCENTRY_FLAG_BP) {
1127                 boot_cpu_id = entry->apic_id;
1128                 CPU_TO_ID(0) = entry->apic_id;
1129                 ID_TO_CPU(entry->apic_id) = 0;
1130                 return 0;       /* its already been counted */
1131         }
1132
1133         /* add another AP to list, if less than max number of CPUs */
1134         else {
1135                 CPU_TO_ID(cpu) = entry->apic_id;
1136                 ID_TO_CPU(entry->apic_id) = cpu;
1137                 return 1;
1138         }
1139 }
1140
1141
1142 static int
1143 bus_entry(bus_entry_ptr entry, int bus)
1144 {
1145         int     x;
1146         char    c, name[8];
1147
1148         /* encode the name into an index */
1149         for (x = 0; x < 6; ++x) {
1150                 if ((c = entry->bus_type[x]) == ' ')
1151                         break;
1152                 name[x] = c;
1153         }
1154         name[x] = '\0';
1155
1156         if ((x = lookup_bus_type(name)) == UNKNOWN_BUSTYPE)
1157                 panic("unknown bus type: '%s'", name);
1158
1159         bus_data[bus].bus_id = entry->bus_id;
1160         bus_data[bus].bus_type = x;
1161
1162         return 1;
1163 }
1164
1165
1166 static int
1167 io_apic_entry(io_apic_entry_ptr entry, int apic)
1168 {
1169         if (!(entry->apic_flags & IOAPICENTRY_FLAG_EN))
1170                 return 0;
1171
1172         IO_TO_ID(apic) = entry->apic_id;
1173         ID_TO_IO(entry->apic_id) = apic;
1174
1175         return 1;
1176 }
1177
1178
1179 static int
1180 lookup_bus_type(char *name)
1181 {
1182         int     x;
1183
1184         for (x = 0; x < MAX_BUSTYPE; ++x)
1185                 if (strcmp(bus_type_table[x].name, name) == 0)
1186                         return bus_type_table[x].type;
1187
1188         return UNKNOWN_BUSTYPE;
1189 }
1190
1191
1192 static int
1193 int_entry(int_entry_ptr entry, int intr)
1194 {
1195         io_apic_ints[intr].int_type = entry->int_type;
1196         io_apic_ints[intr].int_flags = entry->int_flags;
1197         io_apic_ints[intr].src_bus_id = entry->src_bus_id;
1198         io_apic_ints[intr].src_bus_irq = entry->src_bus_irq;
1199         io_apic_ints[intr].dst_apic_id = entry->dst_apic_id;
1200         io_apic_ints[intr].dst_apic_int = entry->dst_apic_int;
1201
1202         return 1;
1203 }
1204
1205
1206 static int
1207 apic_int_is_bus_type(int intr, int bus_type)
1208 {
1209         int     bus;
1210
1211         for (bus = 0; bus < mp_nbusses; ++bus)
1212                 if ((bus_data[bus].bus_id == io_apic_ints[intr].src_bus_id)
1213                     && ((int) bus_data[bus].bus_type == bus_type))
1214                         return 1;
1215
1216         return 0;
1217 }
1218
1219
1220 /*
1221  * Given a traditional ISA INT mask, return an APIC mask.
1222  */
1223 u_int
1224 isa_apic_mask(u_int isa_mask)
1225 {
1226         int isa_irq;
1227         int apic_pin;
1228
1229 #if defined(SKIP_IRQ15_REDIRECT)
1230         if (isa_mask == (1 << 15)) {
1231                 printf("skipping ISA IRQ15 redirect\n");
1232                 return isa_mask;
1233         }
1234 #endif  /* SKIP_IRQ15_REDIRECT */
1235
1236         isa_irq = ffs(isa_mask);                /* find its bit position */
1237         if (isa_irq == 0)                       /* doesn't exist */
1238                 return 0;
1239         --isa_irq;                              /* make it zero based */
1240
1241         apic_pin = isa_apic_irq(isa_irq);       /* look for APIC connection */
1242         if (apic_pin == -1)
1243                 return 0;
1244
1245         return (1 << apic_pin);                 /* convert pin# to a mask */
1246 }
1247
1248
1249 /*
1250  * Determine which APIC pin an ISA/EISA INT is attached to.
1251  */
1252 #define INTTYPE(I)      (io_apic_ints[(I)].int_type)
1253 #define INTPIN(I)       (io_apic_ints[(I)].dst_apic_int)
1254 #define INTIRQ(I)       (io_apic_ints[(I)].int_vector)
1255 #define INTAPIC(I)      (ID_TO_IO(io_apic_ints[(I)].dst_apic_id))
1256
1257 #define SRCBUSIRQ(I)    (io_apic_ints[(I)].src_bus_irq)
1258 int
1259 isa_apic_irq(int isa_irq)
1260 {
1261         int     intr;
1262
1263         for (intr = 0; intr < nintrs; ++intr) {         /* check each record */
1264                 if (INTTYPE(intr) == 0) {               /* standard INT */
1265                         if (SRCBUSIRQ(intr) == isa_irq) {
1266                                 if (apic_int_is_bus_type(intr, ISA) ||
1267                                     apic_int_is_bus_type(intr, EISA))
1268                                         return INTIRQ(intr);    /* found */
1269                         }
1270                 }
1271         }
1272         return -1;                                      /* NOT found */
1273 }
1274
1275
1276 /*
1277  * Determine which APIC pin a PCI INT is attached to.
1278  */
1279 #define SRCBUSID(I)     (io_apic_ints[(I)].src_bus_id)
1280 #define SRCBUSDEVICE(I) ((io_apic_ints[(I)].src_bus_irq >> 2) & 0x1f)
1281 #define SRCBUSLINE(I)   (io_apic_ints[(I)].src_bus_irq & 0x03)
1282 int
1283 pci_apic_irq(int pciBus, int pciDevice, int pciInt)
1284 {
1285         int     intr;
1286
1287         --pciInt;                                       /* zero based */
1288
1289         for (intr = 0; intr < nintrs; ++intr)           /* check each record */
1290                 if ((INTTYPE(intr) == 0)                /* standard INT */
1291                     && (SRCBUSID(intr) == pciBus)
1292                     && (SRCBUSDEVICE(intr) == pciDevice)
1293                     && (SRCBUSLINE(intr) == pciInt))    /* a candidate IRQ */
1294                         if (apic_int_is_bus_type(intr, PCI))
1295                                 return INTIRQ(intr);    /* exact match */
1296
1297         return -1;                                      /* NOT found */
1298 }
1299
1300 int
1301 next_apic_irq(int irq) 
1302 {
1303         int intr, ointr;
1304         int bus, bustype;
1305
1306         bus = 0;
1307         bustype = 0;
1308         for (intr = 0; intr < nintrs; intr++) {
1309                 if (INTIRQ(intr) != irq || INTTYPE(intr) != 0)
1310                         continue;
1311                 bus = SRCBUSID(intr);
1312                 bustype = apic_bus_type(bus);
1313                 if (bustype != ISA &&
1314                     bustype != EISA &&
1315                     bustype != PCI)
1316                         continue;
1317                 break;
1318         }
1319         if (intr >= nintrs) {
1320                 return -1;
1321         }
1322         for (ointr = intr + 1; ointr < nintrs; ointr++) {
1323                 if (INTTYPE(ointr) != 0)
1324                         continue;
1325                 if (bus != SRCBUSID(ointr))
1326                         continue;
1327                 if (bustype == PCI) {
1328                         if (SRCBUSDEVICE(intr) != SRCBUSDEVICE(ointr))
1329                                 continue;
1330                         if (SRCBUSLINE(intr) != SRCBUSLINE(ointr))
1331                                 continue;
1332                 }
1333                 if (bustype == ISA || bustype == EISA) {
1334                         if (SRCBUSIRQ(intr) != SRCBUSIRQ(ointr))
1335                                 continue;
1336                 }
1337                 if (INTPIN(intr) == INTPIN(ointr))
1338                         continue;
1339                 break;
1340         }
1341         if (ointr >= nintrs) {
1342                 return -1;
1343         }
1344         return INTIRQ(ointr);
1345 }
1346 #undef SRCBUSLINE
1347 #undef SRCBUSDEVICE
1348 #undef SRCBUSID
1349 #undef SRCBUSIRQ
1350
1351 #undef INTPIN
1352 #undef INTIRQ
1353 #undef INTAPIC
1354 #undef INTTYPE
1355
1356
1357 /*
1358  * Reprogram the MB chipset to NOT redirect an ISA INTerrupt.
1359  *
1360  * XXX FIXME:
1361  *  Exactly what this means is unclear at this point.  It is a solution
1362  *  for motherboards that redirect the MBIRQ0 pin.  Generically a motherboard
1363  *  could route any of the ISA INTs to upper (>15) IRQ values.  But most would
1364  *  NOT be redirected via MBIRQ0, thus "undirect()ing" them would NOT be an
1365  *  option.
1366  */
1367 int
1368 undirect_isa_irq(int rirq)
1369 {
1370 #if defined(READY)
1371         printf("Freeing redirected ISA irq %d.\n", rirq);
1372         /** FIXME: tickle the MB redirector chip */
1373         return ???;
1374 #else
1375         printf("Freeing (NOT implemented) redirected ISA irq %d.\n", rirq);
1376         return 0;
1377 #endif  /* READY */
1378 }
1379
1380
1381 /*
1382  * Reprogram the MB chipset to NOT redirect a PCI INTerrupt
1383  */
1384 int
1385 undirect_pci_irq(int rirq)
1386 {
1387 #if defined(READY)
1388         if (bootverbose)
1389                 printf("Freeing redirected PCI irq %d.\n", rirq);
1390
1391         /** FIXME: tickle the MB redirector chip */
1392         return ???;
1393 #else
1394         if (bootverbose)
1395                 printf("Freeing (NOT implemented) redirected PCI irq %d.\n",
1396                        rirq);
1397         return 0;
1398 #endif  /* READY */
1399 }
1400
1401
1402 /*
1403  * given a bus ID, return:
1404  *  the bus type if found
1405  *  -1 if NOT found
1406  */
1407 int
1408 apic_bus_type(int id)
1409 {
1410         int     x;
1411
1412         for (x = 0; x < mp_nbusses; ++x)
1413                 if (bus_data[x].bus_id == id)
1414                         return bus_data[x].bus_type;
1415
1416         return -1;
1417 }
1418
1419
1420 /*
1421  * given a LOGICAL APIC# and pin#, return:
1422  *  the associated src bus ID if found
1423  *  -1 if NOT found
1424  */
1425 int
1426 apic_src_bus_id(int apic, int pin)
1427 {
1428         int     x;
1429
1430         /* search each of the possible INTerrupt sources */
1431         for (x = 0; x < nintrs; ++x)
1432                 if ((apic == ID_TO_IO(io_apic_ints[x].dst_apic_id)) &&
1433                     (pin == io_apic_ints[x].dst_apic_int))
1434                         return (io_apic_ints[x].src_bus_id);
1435
1436         return -1;              /* NOT found */
1437 }
1438
1439
1440 /*
1441  * given a LOGICAL APIC# and pin#, return:
1442  *  the associated src bus IRQ if found
1443  *  -1 if NOT found
1444  */
1445 int
1446 apic_src_bus_irq(int apic, int pin)
1447 {
1448         int     x;
1449
1450         for (x = 0; x < nintrs; x++)
1451                 if ((apic == ID_TO_IO(io_apic_ints[x].dst_apic_id)) &&
1452                     (pin == io_apic_ints[x].dst_apic_int))
1453                         return (io_apic_ints[x].src_bus_irq);
1454
1455         return -1;              /* NOT found */
1456 }
1457
1458
1459 /*
1460  * given a LOGICAL APIC# and pin#, return:
1461  *  the associated INTerrupt type if found
1462  *  -1 if NOT found
1463  */
1464 int
1465 apic_int_type(int apic, int pin)
1466 {
1467         int     x;
1468
1469         /* search each of the possible INTerrupt sources */
1470         for (x = 0; x < nintrs; ++x)
1471                 if ((apic == ID_TO_IO(io_apic_ints[x].dst_apic_id)) &&
1472                     (pin == io_apic_ints[x].dst_apic_int))
1473                         return (io_apic_ints[x].int_type);
1474
1475         return -1;              /* NOT found */
1476 }
1477
1478 int 
1479 apic_irq(int apic, int pin)
1480 {
1481         int x;
1482         int res;
1483
1484         for (x = 0; x < nintrs; ++x)
1485                 if ((apic == ID_TO_IO(io_apic_ints[x].dst_apic_id)) &&
1486                     (pin == io_apic_ints[x].dst_apic_int)) {
1487                         res = io_apic_ints[x].int_vector;
1488                         if (res == 0xff)
1489                                 return -1;
1490                         if (apic != int_to_apicintpin[res].ioapic)
1491                                 panic("apic_irq: inconsistent table");
1492                         if (pin != int_to_apicintpin[res].int_pin)
1493                                 panic("apic_irq inconsistent table (2)");
1494                         return res;
1495                 }
1496         return -1;
1497 }
1498
1499
1500 /*
1501  * given a LOGICAL APIC# and pin#, return:
1502  *  the associated trigger mode if found
1503  *  -1 if NOT found
1504  */
1505 int
1506 apic_trigger(int apic, int pin)
1507 {
1508         int     x;
1509
1510         /* search each of the possible INTerrupt sources */
1511         for (x = 0; x < nintrs; ++x)
1512                 if ((apic == ID_TO_IO(io_apic_ints[x].dst_apic_id)) &&
1513                     (pin == io_apic_ints[x].dst_apic_int))
1514                         return ((io_apic_ints[x].int_flags >> 2) & 0x03);
1515
1516         return -1;              /* NOT found */
1517 }
1518
1519
1520 /*
1521  * given a LOGICAL APIC# and pin#, return:
1522  *  the associated 'active' level if found
1523  *  -1 if NOT found
1524  */
1525 int
1526 apic_polarity(int apic, int pin)
1527 {
1528         int     x;
1529
1530         /* search each of the possible INTerrupt sources */
1531         for (x = 0; x < nintrs; ++x)
1532                 if ((apic == ID_TO_IO(io_apic_ints[x].dst_apic_id)) &&
1533                     (pin == io_apic_ints[x].dst_apic_int))
1534                         return (io_apic_ints[x].int_flags & 0x03);
1535
1536         return -1;              /* NOT found */
1537 }
1538
1539
1540 /*
1541  * set data according to MP defaults
1542  * FIXME: probably not complete yet...
1543  */
1544 static void
1545 default_mp_table(int type)
1546 {
1547         int     ap_cpu_id;
1548 #if defined(APIC_IO)
1549         u_int32_t ux;
1550         int     io_apic_id;
1551         int     pin;
1552 #endif  /* APIC_IO */
1553
1554 #if 0
1555         printf("  MP default config type: %d\n", type);
1556         switch (type) {
1557         case 1:
1558                 printf("   bus: ISA, APIC: 82489DX\n");
1559                 break;
1560         case 2:
1561                 printf("   bus: EISA, APIC: 82489DX\n");
1562                 break;
1563         case 3:
1564                 printf("   bus: EISA, APIC: 82489DX\n");
1565                 break;
1566         case 4:
1567                 printf("   bus: MCA, APIC: 82489DX\n");
1568                 break;
1569         case 5:
1570                 printf("   bus: ISA+PCI, APIC: Integrated\n");
1571                 break;
1572         case 6:
1573                 printf("   bus: EISA+PCI, APIC: Integrated\n");
1574                 break;
1575         case 7:
1576                 printf("   bus: MCA+PCI, APIC: Integrated\n");
1577                 break;
1578         default:
1579                 printf("   future type\n");
1580                 break;
1581                 /* NOTREACHED */
1582         }
1583 #endif  /* 0 */
1584
1585         boot_cpu_id = (lapic.id & APIC_ID_MASK) >> 24;
1586         ap_cpu_id = (boot_cpu_id == 0) ? 1 : 0;
1587
1588         /* BSP */
1589         CPU_TO_ID(0) = boot_cpu_id;
1590         ID_TO_CPU(boot_cpu_id) = 0;
1591
1592         /* one and only AP */
1593         CPU_TO_ID(1) = ap_cpu_id;
1594         ID_TO_CPU(ap_cpu_id) = 1;
1595
1596 #if defined(APIC_IO)
1597         /* one and only IO APIC */
1598         io_apic_id = (io_apic_read(0, IOAPIC_ID) & APIC_ID_MASK) >> 24;
1599
1600         /*
1601          * sanity check, refer to MP spec section 3.6.6, last paragraph
1602          * necessary as some hardware isn't properly setting up the IO APIC
1603          */
1604 #if defined(REALLY_ANAL_IOAPICID_VALUE)
1605         if (io_apic_id != 2) {
1606 #else
1607         if ((io_apic_id == 0) || (io_apic_id == 1) || (io_apic_id == 15)) {
1608 #endif  /* REALLY_ANAL_IOAPICID_VALUE */
1609                 ux = io_apic_read(0, IOAPIC_ID);        /* get current contents */
1610                 ux &= ~APIC_ID_MASK;    /* clear the ID field */
1611                 ux |= 0x02000000;       /* set it to '2' */
1612                 io_apic_write(0, IOAPIC_ID, ux);        /* write new value */
1613                 ux = io_apic_read(0, IOAPIC_ID);        /* re-read && test */
1614                 if ((ux & APIC_ID_MASK) != 0x02000000)
1615                         panic("can't control IO APIC ID, reg: 0x%08x", ux);
1616                 io_apic_id = 2;
1617         }
1618         IO_TO_ID(0) = io_apic_id;
1619         ID_TO_IO(io_apic_id) = 0;
1620 #endif  /* APIC_IO */
1621
1622         /* fill out bus entries */
1623         switch (type) {
1624         case 1:
1625         case 2:
1626         case 3:
1627         case 5:
1628         case 6:
1629                 bus_data[0].bus_id = default_data[type - 1][1];
1630                 bus_data[0].bus_type = default_data[type - 1][2];
1631                 bus_data[1].bus_id = default_data[type - 1][3];
1632                 bus_data[1].bus_type = default_data[type - 1][4];
1633                 break;
1634
1635         /* case 4: case 7:                 MCA NOT supported */
1636         default:                /* illegal/reserved */
1637                 panic("BAD default MP config: %d", type);
1638                 /* NOTREACHED */
1639         }
1640
1641 #if defined(APIC_IO)
1642         /* general cases from MP v1.4, table 5-2 */
1643         for (pin = 0; pin < 16; ++pin) {
1644                 io_apic_ints[pin].int_type = 0;
1645                 io_apic_ints[pin].int_flags = 0x05;     /* edge/active-hi */
1646                 io_apic_ints[pin].src_bus_id = 0;
1647                 io_apic_ints[pin].src_bus_irq = pin;    /* IRQ2 caught below */
1648                 io_apic_ints[pin].dst_apic_id = io_apic_id;
1649                 io_apic_ints[pin].dst_apic_int = pin;   /* 1-to-1 */
1650         }
1651
1652         /* special cases from MP v1.4, table 5-2 */
1653         if (type == 2) {
1654                 io_apic_ints[2].int_type = 0xff;        /* N/C */
1655                 io_apic_ints[13].int_type = 0xff;       /* N/C */
1656 #if !defined(APIC_MIXED_MODE)
1657                 /** FIXME: ??? */
1658                 panic("sorry, can't support type 2 default yet");
1659 #endif  /* APIC_MIXED_MODE */
1660         }
1661         else
1662                 io_apic_ints[2].src_bus_irq = 0;        /* ISA IRQ0 is on APIC INT 2 */
1663
1664         if (type == 7)
1665                 io_apic_ints[0].int_type = 0xff;        /* N/C */
1666         else
1667                 io_apic_ints[0].int_type = 3;   /* vectored 8259 */
1668 #endif  /* APIC_IO */
1669 }
1670
1671
1672 /*
1673  * initialize all the SMP locks
1674  */
1675
1676 /* critical region around IO APIC, apic_imen */
1677 struct simplelock       imen_lock;
1678
1679 /* critical region around splxx(), cpl, cml, cil, ipending */
1680 struct simplelock       cpl_lock;
1681
1682 /* Make FAST_INTR() routines sequential */
1683 struct simplelock       fast_intr_lock;
1684
1685 /* critical region around INTR() routines */
1686 struct simplelock       intr_lock;
1687
1688 /* lock regions protected in UP kernel via cli/sti */
1689 struct simplelock       mpintr_lock;
1690
1691 /* lock region used by kernel profiling */
1692 struct simplelock       mcount_lock;
1693
1694 #ifdef USE_COMLOCK
1695 /* locks com (tty) data/hardware accesses: a FASTINTR() */
1696 struct simplelock       com_lock;
1697 #endif /* USE_COMLOCK */
1698
1699 #ifdef USE_CLOCKLOCK
1700 /* lock regions around the clock hardware */
1701 struct simplelock       clock_lock;
1702 #endif /* USE_CLOCKLOCK */
1703
1704 static void
1705 init_locks(void)
1706 {
1707         /*
1708          * Get the initial mp_lock with a count of 1 for the BSP.
1709          * This uses a LOGICAL cpu ID, ie BSP == 0.
1710          */
1711         mp_lock = 0x00000001;
1712
1713         /* ISR uses its own "giant lock" */
1714         isr_lock = FREE_LOCK;
1715
1716 #if defined(APIC_INTR_DIAGNOSTIC) && defined(APIC_INTR_DIAGNOSTIC_IRQ)
1717         s_lock_init((struct simplelock*)&apic_itrace_debuglock);
1718 #endif
1719
1720         s_lock_init((struct simplelock*)&mpintr_lock);
1721
1722         s_lock_init((struct simplelock*)&mcount_lock);
1723
1724         s_lock_init((struct simplelock*)&fast_intr_lock);
1725         s_lock_init((struct simplelock*)&intr_lock);
1726         s_lock_init((struct simplelock*)&imen_lock);
1727         s_lock_init((struct simplelock*)&cpl_lock);
1728
1729 #ifdef USE_COMLOCK
1730         s_lock_init((struct simplelock*)&com_lock);
1731 #endif /* USE_COMLOCK */
1732 #ifdef USE_CLOCKLOCK
1733         s_lock_init((struct simplelock*)&clock_lock);
1734 #endif /* USE_CLOCKLOCK */
1735 }
1736
1737
1738 /*
1739  * start each AP in our list
1740  */
1741 static int
1742 start_all_aps(u_int boot_addr)
1743 {
1744         int     x, i;
1745         u_char  mpbiosreason;
1746         u_long  mpbioswarmvec;
1747         pd_entry_t *newptd;
1748         pt_entry_t *newpt;
1749         struct globaldata *gd;
1750         char *stack;
1751         pd_entry_t      *myPTD;
1752
1753         POSTCODE(START_ALL_APS_POST);
1754
1755         /* initialize BSP's local APIC */
1756         apic_initialize();
1757         bsp_apic_ready = 1;
1758
1759         /* install the AP 1st level boot code */
1760         install_ap_tramp(boot_addr);
1761
1762
1763         /* save the current value of the warm-start vector */
1764         mpbioswarmvec = *((u_long *) WARMBOOT_OFF);
1765         outb(CMOS_REG, BIOS_RESET);
1766         mpbiosreason = inb(CMOS_DATA);
1767
1768         /* record BSP in CPU map */
1769         all_cpus = 1;
1770
1771         /* start each AP */
1772         for (x = 1; x <= mp_naps; ++x) {
1773
1774                 /* This is a bit verbose, it will go away soon.  */
1775
1776                 /* alloc new page table directory */
1777                 newptd = (pd_entry_t *)(kmem_alloc(kernel_map, PAGE_SIZE));
1778
1779                 /* Store the virtual PTD address for this CPU */
1780                 IdlePTDS[x] = newptd;
1781
1782                 /* clone currently active one (ie: IdlePTD) */
1783                 bcopy(PTD, newptd, PAGE_SIZE);  /* inc prv page pde */
1784
1785                 /* set up 0 -> 4MB P==V mapping for AP boot */
1786                 newptd[0] = (void *)(uintptr_t)(PG_V | PG_RW |
1787                     ((uintptr_t)(void *)KPTphys & PG_FRAME));
1788
1789                 /* store PTD for this AP's boot sequence */
1790                 myPTD = (pd_entry_t *)vtophys(newptd);
1791
1792                 /* alloc new page table page */
1793                 newpt = (pt_entry_t *)(kmem_alloc(kernel_map, PAGE_SIZE));
1794
1795                 /* set the new PTD's private page to point there */
1796                 newptd[MPPTDI] = (pt_entry_t)(PG_V | PG_RW | vtophys(newpt));
1797
1798                 /* install self referential entry */
1799                 newptd[PTDPTDI] = (pd_entry_t)(PG_V | PG_RW | vtophys(newptd));
1800
1801                 /* allocate a new private data page */
1802                 gd = (struct globaldata *)kmem_alloc(kernel_map, PAGE_SIZE);
1803
1804                 /* wire it into the private page table page */
1805                 newpt[0] = (pt_entry_t)(PG_V | PG_RW | vtophys(gd));
1806
1807                 /* wire the ptp into itself for access */
1808                 newpt[1] = (pt_entry_t)(PG_V | PG_RW | vtophys(newpt));
1809
1810                 /* copy in the pointer to the local apic */
1811                 newpt[2] = SMP_prvpt[2];
1812
1813                 /* and the IO apic mapping[s] */
1814                 for (i = 16; i < 32; i++)
1815                         newpt[i] = SMP_prvpt[i];
1816
1817                 /* allocate and set up an idle stack data page */
1818                 stack = (char *)kmem_alloc(kernel_map, UPAGES*PAGE_SIZE);
1819                 for (i = 0; i < UPAGES; i++)
1820                         newpt[i + 3] = (pt_entry_t)(PG_V | PG_RW | vtophys(PAGE_SIZE * i + stack));
1821
1822                 newpt[3 + UPAGES] = 0;          /* *prv_CMAP1 */
1823                 newpt[4 + UPAGES] = 0;          /* *prv_CMAP2 */
1824                 newpt[5 + UPAGES] = 0;          /* *prv_CMAP3 */
1825                 newpt[6 + UPAGES] = 0;          /* *prv_PMAP1 */
1826
1827                 /* prime data page for it to use */
1828                 gd->cpuid = x;
1829                 gd->cpu_lockid = x << 24;
1830                 gd->my_idlePTD = myPTD;
1831                 gd->prv_CMAP1 = &newpt[3 + UPAGES];
1832                 gd->prv_CMAP2 = &newpt[4 + UPAGES];
1833                 gd->prv_CMAP3 = &newpt[5 + UPAGES];
1834                 gd->prv_PMAP1 = &newpt[6 + UPAGES];
1835
1836                 /* setup a vector to our boot code */
1837                 *((volatile u_short *) WARMBOOT_OFF) = WARMBOOT_TARGET;
1838                 *((volatile u_short *) WARMBOOT_SEG) = (boot_addr >> 4);
1839                 outb(CMOS_REG, BIOS_RESET);
1840                 outb(CMOS_DATA, BIOS_WARM);     /* 'warm-start' */
1841
1842                 bootPTD = myPTD;
1843                 /* attempt to start the Application Processor */
1844                 CHECK_INIT(99); /* setup checkpoints */
1845                 if (!start_ap(x, boot_addr)) {
1846                         printf("AP #%d (PHY# %d) failed!\n", x, CPU_TO_ID(x));
1847                         CHECK_PRINT("trace");   /* show checkpoints */
1848                         /* better panic as the AP may be running loose */
1849                         printf("panic y/n? [y] ");
1850                         if (cngetc() != 'n')
1851                                 panic("bye-bye");
1852                 }
1853                 CHECK_PRINT("trace");           /* show checkpoints */
1854
1855                 /* record its version info */
1856                 cpu_apic_versions[x] = cpu_apic_versions[0];
1857
1858                 all_cpus |= (1 << x);           /* record AP in CPU map */
1859         }
1860
1861         /* build our map of 'other' CPUs */
1862         other_cpus = all_cpus & ~(1 << cpuid);
1863
1864         /* fill in our (BSP) APIC version */
1865         cpu_apic_versions[0] = lapic.version;
1866
1867         /* restore the warmstart vector */
1868         *(u_long *) WARMBOOT_OFF = mpbioswarmvec;
1869         outb(CMOS_REG, BIOS_RESET);
1870         outb(CMOS_DATA, mpbiosreason);
1871
1872         /*
1873          * Set up the idle context for the BSP.  Similar to above except
1874          * that some was done by locore, some by pmap.c and some is implicit
1875          * because the BSP is cpu#0 and the page is initially zero, and also
1876          * because we can refer to variables by name on the BSP..
1877          */
1878         newptd = (pd_entry_t *)(kmem_alloc(kernel_map, PAGE_SIZE));
1879
1880         bcopy(PTD, newptd, PAGE_SIZE);  /* inc prv page pde */
1881         IdlePTDS[0] = newptd;
1882
1883         /* Point PTD[] to this page instead of IdlePTD's physical page */
1884         newptd[PTDPTDI] = (pd_entry_t)(PG_V | PG_RW | vtophys(newptd));
1885
1886         my_idlePTD = (pd_entry_t *)vtophys(newptd);
1887
1888         /* Allocate and setup BSP idle stack */
1889         stack = (char *)kmem_alloc(kernel_map, UPAGES * PAGE_SIZE);
1890         for (i = 0; i < UPAGES; i++)
1891                 SMP_prvpt[i + 3] = (pt_entry_t)(PG_V | PG_RW | vtophys(PAGE_SIZE * i + stack));
1892
1893         pmap_set_opt_bsp();
1894
1895         for (i = 0; i < mp_ncpus; i++) {
1896                 bcopy( (int *) PTD + KPTDI, (int *) IdlePTDS[i] + KPTDI, NKPDE * sizeof (int));
1897         }
1898
1899         /* number of APs actually started */
1900         return mp_ncpus - 1;
1901 }
1902
1903
1904 /*
1905  * load the 1st level AP boot code into base memory.
1906  */
1907
1908 /* targets for relocation */
1909 extern void bigJump(void);
1910 extern void bootCodeSeg(void);
1911 extern void bootDataSeg(void);
1912 extern void MPentry(void);
1913 extern u_int MP_GDT;
1914 extern u_int mp_gdtbase;
1915
1916 static void
1917 install_ap_tramp(u_int boot_addr)
1918 {
1919         int     x;
1920         int     size = *(int *) ((u_long) & bootMP_size);
1921         u_char *src = (u_char *) ((u_long) bootMP);
1922         u_char *dst = (u_char *) boot_addr + KERNBASE;
1923         u_int   boot_base = (u_int) bootMP;
1924         u_int8_t *dst8;
1925         u_int16_t *dst16;
1926         u_int32_t *dst32;
1927
1928         POSTCODE(INSTALL_AP_TRAMP_POST);
1929
1930         for (x = 0; x < size; ++x)
1931                 *dst++ = *src++;
1932
1933         /*
1934          * modify addresses in code we just moved to basemem. unfortunately we
1935          * need fairly detailed info about mpboot.s for this to work.  changes
1936          * to mpboot.s might require changes here.
1937          */
1938
1939         /* boot code is located in KERNEL space */
1940         dst = (u_char *) boot_addr + KERNBASE;
1941
1942         /* modify the lgdt arg */
1943         dst32 = (u_int32_t *) (dst + ((u_int) & mp_gdtbase - boot_base));
1944         *dst32 = boot_addr + ((u_int) & MP_GDT - boot_base);
1945
1946         /* modify the ljmp target for MPentry() */
1947         dst32 = (u_int32_t *) (dst + ((u_int) bigJump - boot_base) + 1);
1948         *dst32 = ((u_int) MPentry - KERNBASE);
1949
1950         /* modify the target for boot code segment */
1951         dst16 = (u_int16_t *) (dst + ((u_int) bootCodeSeg - boot_base));
1952         dst8 = (u_int8_t *) (dst16 + 1);
1953         *dst16 = (u_int) boot_addr & 0xffff;
1954         *dst8 = ((u_int) boot_addr >> 16) & 0xff;
1955
1956         /* modify the target for boot data segment */
1957         dst16 = (u_int16_t *) (dst + ((u_int) bootDataSeg - boot_base));
1958         dst8 = (u_int8_t *) (dst16 + 1);
1959         *dst16 = (u_int) boot_addr & 0xffff;
1960         *dst8 = ((u_int) boot_addr >> 16) & 0xff;
1961 }
1962
1963
1964 /*
1965  * this function starts the AP (application processor) identified
1966  * by the APIC ID 'physicalCpu'.  It does quite a "song and dance"
1967  * to accomplish this.  This is necessary because of the nuances
1968  * of the different hardware we might encounter.  It ain't pretty,
1969  * but it seems to work.
1970  */
1971 static int
1972 start_ap(int logical_cpu, u_int boot_addr)
1973 {
1974         int     physical_cpu;
1975         int     vector;
1976         int     cpus;
1977         u_long  icr_lo, icr_hi;
1978
1979         POSTCODE(START_AP_POST);
1980
1981         /* get the PHYSICAL APIC ID# */
1982         physical_cpu = CPU_TO_ID(logical_cpu);
1983
1984         /* calculate the vector */
1985         vector = (boot_addr >> 12) & 0xff;
1986
1987         /* used as a watchpoint to signal AP startup */
1988         cpus = mp_ncpus;
1989
1990         /*
1991          * first we do an INIT/RESET IPI this INIT IPI might be run, reseting
1992          * and running the target CPU. OR this INIT IPI might be latched (P5
1993          * bug), CPU waiting for STARTUP IPI. OR this INIT IPI might be
1994          * ignored.
1995          */
1996
1997         /* setup the address for the target AP */
1998         icr_hi = lapic.icr_hi & ~APIC_ID_MASK;
1999         icr_hi |= (physical_cpu << 24);
2000         lapic.icr_hi = icr_hi;
2001
2002         /* do an INIT IPI: assert RESET */
2003         icr_lo = lapic.icr_lo & 0xfff00000;
2004         lapic.icr_lo = icr_lo | 0x0000c500;
2005
2006         /* wait for pending status end */
2007         while (lapic.icr_lo & APIC_DELSTAT_MASK)
2008                  /* spin */ ;
2009
2010         /* do an INIT IPI: deassert RESET */
2011         lapic.icr_lo = icr_lo | 0x00008500;
2012
2013         /* wait for pending status end */
2014         u_sleep(10000);         /* wait ~10mS */
2015         while (lapic.icr_lo & APIC_DELSTAT_MASK)
2016                  /* spin */ ;
2017
2018         /*
2019          * next we do a STARTUP IPI: the previous INIT IPI might still be
2020          * latched, (P5 bug) this 1st STARTUP would then terminate
2021          * immediately, and the previously started INIT IPI would continue. OR
2022          * the previous INIT IPI has already run. and this STARTUP IPI will
2023          * run. OR the previous INIT IPI was ignored. and this STARTUP IPI
2024          * will run.
2025          */
2026
2027         /* do a STARTUP IPI */
2028         lapic.icr_lo = icr_lo | 0x00000600 | vector;
2029         while (lapic.icr_lo & APIC_DELSTAT_MASK)
2030                  /* spin */ ;
2031         u_sleep(200);           /* wait ~200uS */
2032
2033         /*
2034          * finally we do a 2nd STARTUP IPI: this 2nd STARTUP IPI should run IF
2035          * the previous STARTUP IPI was cancelled by a latched INIT IPI. OR
2036          * this STARTUP IPI will be ignored, as only ONE STARTUP IPI is
2037          * recognized after hardware RESET or INIT IPI.
2038          */
2039
2040         lapic.icr_lo = icr_lo | 0x00000600 | vector;
2041         while (lapic.icr_lo & APIC_DELSTAT_MASK)
2042                  /* spin */ ;
2043         u_sleep(200);           /* wait ~200uS */
2044
2045         /* wait for it to start */
2046         set_apic_timer(5000000);/* == 5 seconds */
2047         while (read_apic_timer())
2048                 if (mp_ncpus > cpus)
2049                         return 1;       /* return SUCCESS */
2050
2051         return 0;               /* return FAILURE */
2052 }
2053
2054
2055 /*
2056  * Flush the TLB on all other CPU's
2057  *
2058  * XXX: Needs to handshake and wait for completion before proceding.
2059  */
2060 void
2061 smp_invltlb(void)
2062 {
2063 #if defined(APIC_IO)
2064         if (smp_started && invltlb_ok)
2065                 all_but_self_ipi(XINVLTLB_OFFSET);
2066 #endif  /* APIC_IO */
2067 }
2068
2069 void
2070 invlpg(u_int addr)
2071 {
2072         __asm   __volatile("invlpg (%0)"::"r"(addr):"memory");
2073
2074         /* send a message to the other CPUs */
2075         smp_invltlb();
2076 }
2077
2078 void
2079 invltlb(void)
2080 {
2081         u_long  temp;
2082
2083         /*
2084          * This should be implemented as load_cr3(rcr3()) when load_cr3() is
2085          * inlined.
2086          */
2087         __asm __volatile("movl %%cr3, %0; movl %0, %%cr3":"=r"(temp) :: "memory");
2088
2089         /* send a message to the other CPUs */
2090         smp_invltlb();
2091 }
2092
2093
2094 /*
2095  * When called the executing CPU will send an IPI to all other CPUs
2096  *  requesting that they halt execution.
2097  *
2098  * Usually (but not necessarily) called with 'other_cpus' as its arg.
2099  *
2100  *  - Signals all CPUs in map to stop.
2101  *  - Waits for each to stop.
2102  *
2103  * Returns:
2104  *  -1: error
2105  *   0: NA
2106  *   1: ok
2107  *
2108  * XXX FIXME: this is not MP-safe, needs a lock to prevent multiple CPUs
2109  *            from executing at same time.
2110  */
2111 int
2112 stop_cpus(u_int map)
2113 {
2114         if (!smp_started)
2115                 return 0;
2116
2117         /* send the Xcpustop IPI to all CPUs in map */
2118         selected_apic_ipi(map, XCPUSTOP_OFFSET, APIC_DELMODE_FIXED);
2119         
2120         while ((stopped_cpus & map) != map)
2121                 /* spin */ ;
2122
2123         return 1;
2124 }
2125
2126
2127 /*
2128  * Called by a CPU to restart stopped CPUs. 
2129  *
2130  * Usually (but not necessarily) called with 'stopped_cpus' as its arg.
2131  *
2132  *  - Signals all CPUs in map to restart.
2133  *  - Waits for each to restart.
2134  *
2135  * Returns:
2136  *  -1: error
2137  *   0: NA
2138  *   1: ok
2139  */
2140 int
2141 restart_cpus(u_int map)
2142 {
2143         if (!smp_started)
2144                 return 0;
2145
2146         started_cpus = map;             /* signal other cpus to restart */
2147
2148         while ((stopped_cpus & map) != 0) /* wait for each to clear its bit */
2149                 /* spin */ ;
2150
2151         return 1;
2152 }
2153
2154 int smp_active = 0;     /* are the APs allowed to run? */
2155 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, smp_active, CTLFLAG_RW, &smp_active, 0, "");
2156
2157 /* XXX maybe should be hw.ncpu */
2158 static int smp_cpus = 1;        /* how many cpu's running */
2159 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, smp_cpus, CTLFLAG_RD, &smp_cpus, 0, "");
2160
2161 int invltlb_ok = 0;     /* throttle smp_invltlb() till safe */
2162 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, invltlb_ok, CTLFLAG_RW, &invltlb_ok, 0, "");
2163
2164 /* Warning: Do not staticize.  Used from swtch.s */
2165 int do_page_zero_idle = 1; /* bzero pages for fun and profit in idleloop */
2166 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, do_page_zero_idle, CTLFLAG_RW,
2167            &do_page_zero_idle, 0, "");
2168
2169 /* Is forwarding of a interrupt to the CPU holding the ISR lock enabled ? */
2170 int forward_irq_enabled = 1;
2171 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, forward_irq_enabled, CTLFLAG_RW,
2172            &forward_irq_enabled, 0, "");
2173
2174 /* Enable forwarding of a signal to a process running on a different CPU */
2175 int forward_signal_enabled = 1;
2176 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, forward_signal_enabled, CTLFLAG_RW,
2177            &forward_signal_enabled, 0, "");
2178
2179 /* Enable forwarding of roundrobin to all other cpus */
2180 int forward_roundrobin_enabled = 1;
2181 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, forward_roundrobin_enabled, CTLFLAG_RW,
2182            &forward_roundrobin_enabled, 0, "");
2183
2184 /*
2185  * This is called once the rest of the system is up and running and we're
2186  * ready to let the AP's out of the pen.
2187  */
2188 void ap_init(void);
2189
2190 void
2191 ap_init()
2192 {
2193         u_int   temp;
2194         u_int   apic_id;
2195
2196         smp_cpus++;
2197
2198 #if defined(I586_CPU) && !defined(NO_F00F_HACK)
2199         lidt(&r_idt);
2200 #endif
2201
2202         /* Build our map of 'other' CPUs. */
2203         other_cpus = all_cpus & ~(1 << cpuid);
2204
2205         printf("SMP: AP CPU #%d Launched!\n", cpuid);
2206
2207         /* XXX FIXME: i386 specific, and redundant: Setup the FPU. */
2208         load_cr0((rcr0() & ~CR0_EM) | CR0_MP | CR0_NE | CR0_TS);
2209
2210         /* A quick check from sanity claus */
2211         apic_id = (apic_id_to_logical[(lapic.id & 0x0f000000) >> 24]);
2212         if (cpuid != apic_id) {
2213                 printf("SMP: cpuid = %d\n", cpuid);
2214                 printf("SMP: apic_id = %d\n", apic_id);
2215                 printf("PTD[MPPTDI] = %p\n", (void *)PTD[MPPTDI]);
2216                 panic("cpuid mismatch! boom!!");
2217         }
2218
2219         getmtrr();
2220
2221         /* Init local apic for irq's */
2222         apic_initialize();
2223
2224         /*
2225          * Activate smp_invltlb, although strictly speaking, this isn't
2226          * quite correct yet.  We should have a bitfield for cpus willing
2227          * to accept TLB flush IPI's or something and sync them.
2228          */
2229         if (smp_cpus == mp_ncpus) {
2230                 invltlb_ok = 1;
2231                 smp_started = 1; /* enable IPI's, tlb shootdown, freezes etc */
2232                 smp_active = 1;  /* historic */
2233         }
2234
2235         curproc = NULL;         /* make sure */
2236 }
2237
2238 #ifdef BETTER_CLOCK
2239
2240 #define CHECKSTATE_USER 0
2241 #define CHECKSTATE_SYS  1
2242 #define CHECKSTATE_INTR 2
2243
2244 /* Do not staticize.  Used from apic_vector.s */
2245 struct proc*    checkstate_curproc[NCPU];
2246 int             checkstate_cpustate[NCPU];
2247 u_long          checkstate_pc[NCPU];
2248
2249 extern long     cp_time[CPUSTATES];
2250
2251 #define PC_TO_INDEX(pc, prof)                           \
2252         ((int)(((u_quad_t)((pc) - (prof)->pr_off) *     \
2253             (u_quad_t)((prof)->pr_scale)) >> 16) & ~1)
2254
2255 static void
2256 addupc_intr_forwarded(struct proc *p, int id, int *astmap)
2257 {
2258         int i;
2259         struct uprof *prof;
2260         u_long pc;
2261
2262         pc = checkstate_pc[id];
2263         prof = &p->p_stats->p_prof;
2264         if (pc >= prof->pr_off &&
2265             (i = PC_TO_INDEX(pc, prof)) < prof->pr_size) {
2266                 if ((p->p_flag & P_OWEUPC) == 0) {
2267                         prof->pr_addr = pc;
2268                         prof->pr_ticks = 1;
2269                         p->p_flag |= P_OWEUPC;
2270                 }
2271                 *astmap |= (1 << id);
2272         }
2273 }
2274
2275 static void
2276 forwarded_statclock(int id, int pscnt, int *astmap)
2277 {
2278         struct pstats *pstats;
2279         long rss;
2280         struct rusage *ru;
2281         struct vmspace *vm;
2282         int cpustate;
2283         struct proc *p;
2284 #ifdef GPROF
2285         register struct gmonparam *g;
2286         int i;
2287 #endif
2288
2289         p = checkstate_curproc[id];
2290         cpustate = checkstate_cpustate[id];
2291
2292         switch (cpustate) {
2293         case CHECKSTATE_USER:
2294                 if (p->p_flag & P_PROFIL)
2295                         addupc_intr_forwarded(p, id, astmap);
2296                 if (pscnt > 1)
2297                         return;
2298                 p->p_uticks++;
2299                 if (p->p_nice > NZERO)
2300                         cp_time[CP_NICE]++;
2301                 else
2302                         cp_time[CP_USER]++;
2303                 break;
2304         case CHECKSTATE_SYS:
2305 #ifdef GPROF
2306                 /*
2307                  * Kernel statistics are just like addupc_intr, only easier.
2308                  */
2309                 g = &_gmonparam;
2310                 if (g->state == GMON_PROF_ON) {
2311                         i = checkstate_pc[id] - g->lowpc;
2312                         if (i < g->textsize) {
2313                                 i /= HISTFRACTION * sizeof(*g->kcount);
2314                                 g->kcount[i]++;
2315                         }
2316                 }
2317 #endif
2318                 if (pscnt > 1)
2319                         return;
2320
2321                 if (!p)
2322                         cp_time[CP_IDLE]++;
2323                 else {
2324                         p->p_sticks++;
2325                         cp_time[CP_SYS]++;
2326                 }
2327                 break;
2328         case CHECKSTATE_INTR:
2329         default:
2330 #ifdef GPROF
2331                 /*
2332                  * Kernel statistics are just like addupc_intr, only easier.
2333                  */
2334                 g = &_gmonparam;
2335                 if (g->state == GMON_PROF_ON) {
2336                         i = checkstate_pc[id] - g->lowpc;
2337                         if (i < g->textsize) {
2338                                 i /= HISTFRACTION * sizeof(*g->kcount);
2339                                 g->kcount[i]++;
2340                         }
2341                 }
2342 #endif
2343                 if (pscnt > 1)
2344                         return;
2345                 if (p)
2346                         p->p_iticks++;
2347                 cp_time[CP_INTR]++;
2348         }
2349         if (p != NULL) {
2350                 p->p_cpticks++;
2351                 if (++p->p_estcpu == 0)
2352                         p->p_estcpu--;
2353                 if ((p->p_estcpu & 3) == 0) {
2354                         resetpriority(p);
2355                         if (p->p_priority >= PUSER)
2356                                 p->p_priority = p->p_usrpri;
2357                 }
2358                 
2359                 /* Update resource usage integrals and maximums. */
2360                 if ((pstats = p->p_stats) != NULL &&
2361                     (ru = &pstats->p_ru) != NULL &&
2362                     (vm = p->p_vmspace) != NULL) {
2363                         ru->ru_ixrss += vm->vm_tsize * PAGE_SIZE / 1024;
2364                         ru->ru_idrss += vm->vm_dsize * PAGE_SIZE / 1024;
2365                         ru->ru_isrss += vm->vm_ssize * PAGE_SIZE / 1024;
2366                         rss = vm->vm_pmap.pm_stats.resident_count *
2367                                 PAGE_SIZE / 1024;
2368                         if (ru->ru_maxrss < rss)
2369                                 ru->ru_maxrss = rss;
2370                 }
2371         }
2372 }
2373
2374 void
2375 forward_statclock(int pscnt)
2376 {
2377         int map;
2378         int id;
2379         int i;
2380
2381         /* Kludge. We don't yet have separate locks for the interrupts
2382          * and the kernel. This means that we cannot let the other processors
2383          * handle complex interrupts while inhibiting them from entering
2384          * the kernel in a non-interrupt context.
2385          *
2386          * What we can do, without changing the locking mechanisms yet,
2387          * is letting the other processors handle a very simple interrupt
2388          * (wich determines the processor states), and do the main
2389          * work ourself.
2390          */
2391
2392         if (!smp_started || !invltlb_ok || cold || panicstr)
2393                 return;
2394
2395         /* Step 1: Probe state   (user, cpu, interrupt, spinlock, idle ) */
2396         
2397         map = other_cpus & ~stopped_cpus ;
2398         checkstate_probed_cpus = 0;
2399         if (map != 0)
2400                 selected_apic_ipi(map,
2401                                   XCPUCHECKSTATE_OFFSET, APIC_DELMODE_FIXED);
2402
2403         i = 0;
2404         while (checkstate_probed_cpus != map) {
2405                 /* spin */
2406                 i++;
2407                 if (i == 100000) {
2408 #ifdef BETTER_CLOCK_DIAGNOSTIC
2409                         printf("forward_statclock: checkstate %x\n",
2410                                checkstate_probed_cpus);
2411 #endif
2412                         break;
2413                 }
2414         }
2415
2416         /*
2417          * Step 2: walk through other processors processes, update ticks and 
2418          * profiling info.
2419          */
2420         
2421         map = 0;
2422         for (id = 0; id < mp_ncpus; id++) {
2423                 if (id == cpuid)
2424                         continue;
2425                 if (((1 << id) & checkstate_probed_cpus) == 0)
2426                         continue;
2427                 forwarded_statclock(id, pscnt, &map);
2428         }
2429         if (map != 0) {
2430                 checkstate_need_ast |= map;
2431                 selected_apic_ipi(map, XCPUAST_OFFSET, APIC_DELMODE_FIXED);
2432                 i = 0;
2433                 while ((checkstate_need_ast & map) != 0) {
2434                         /* spin */
2435                         i++;
2436                         if (i > 100000) { 
2437 #ifdef BETTER_CLOCK_DIAGNOSTIC
2438                                 printf("forward_statclock: dropped ast 0x%x\n",
2439                                        checkstate_need_ast & map);
2440 #endif
2441                                 break;
2442                         }
2443                 }
2444         }
2445 }
2446
2447 void 
2448 forward_hardclock(int pscnt)
2449 {
2450         int map;
2451         int id;
2452         struct proc *p;
2453         struct pstats *pstats;
2454         int i;
2455
2456         /* Kludge. We don't yet have separate locks for the interrupts
2457          * and the kernel. This means that we cannot let the other processors
2458          * handle complex interrupts while inhibiting them from entering
2459          * the kernel in a non-interrupt context.
2460          *
2461          * What we can do, without changing the locking mechanisms yet,
2462          * is letting the other processors handle a very simple interrupt
2463          * (wich determines the processor states), and do the main
2464          * work ourself.
2465          */
2466
2467         if (!smp_started || !invltlb_ok || cold || panicstr)
2468                 return;
2469
2470         /* Step 1: Probe state   (user, cpu, interrupt, spinlock, idle) */
2471         
2472         map = other_cpus & ~stopped_cpus ;
2473         checkstate_probed_cpus = 0;
2474         if (map != 0)
2475                 selected_apic_ipi(map,
2476                                   XCPUCHECKSTATE_OFFSET, APIC_DELMODE_FIXED);
2477         
2478         i = 0;
2479         while (checkstate_probed_cpus != map) {
2480                 /* spin */
2481                 i++;
2482                 if (i == 100000) {
2483 #ifdef BETTER_CLOCK_DIAGNOSTIC
2484                         printf("forward_hardclock: checkstate %x\n",
2485                                checkstate_probed_cpus);
2486 #endif
2487                         break;
2488                 }
2489         }
2490
2491         /*
2492          * Step 2: walk through other processors processes, update virtual 
2493          * timer and profiling timer. If stathz == 0, also update ticks and 
2494          * profiling info.
2495          */
2496         
2497         map = 0;
2498         for (id = 0; id < mp_ncpus; id++) {
2499                 if (id == cpuid)
2500                         continue;
2501                 if (((1 << id) & checkstate_probed_cpus) == 0)
2502                         continue;
2503                 p = checkstate_curproc[id];
2504                 if (p) {
2505                         pstats = p->p_stats;
2506                         if (checkstate_cpustate[id] == CHECKSTATE_USER &&
2507                             timevalisset(&pstats->p_timer[ITIMER_VIRTUAL].it_value) &&
2508                             itimerdecr(&pstats->p_timer[ITIMER_VIRTUAL], tick) == 0) {
2509                                 psignal(p, SIGVTALRM);
2510                                 map |= (1 << id);
2511                         }
2512                         if (timevalisset(&pstats->p_timer[ITIMER_PROF].it_value) &&
2513                             itimerdecr(&pstats->p_timer[ITIMER_PROF], tick) == 0) {
2514                                 psignal(p, SIGPROF);
2515                                 map |= (1 << id);
2516                         }
2517                 }
2518                 if (stathz == 0) {
2519                         forwarded_statclock( id, pscnt, &map);
2520                 }
2521         }
2522         if (map != 0) {
2523                 checkstate_need_ast |= map;
2524                 selected_apic_ipi(map, XCPUAST_OFFSET, APIC_DELMODE_FIXED);
2525                 i = 0;
2526                 while ((checkstate_need_ast & map) != 0) {
2527                         /* spin */
2528                         i++;
2529                         if (i > 100000) { 
2530 #ifdef BETTER_CLOCK_DIAGNOSTIC
2531                                 printf("forward_hardclock: dropped ast 0x%x\n",
2532                                        checkstate_need_ast & map);
2533 #endif
2534                                 break;
2535                         }
2536                 }
2537         }
2538 }
2539
2540 #endif /* BETTER_CLOCK */
2541
2542 void 
2543 forward_signal(struct proc *p)
2544 {
2545         int map;
2546         int id;
2547         int i;
2548
2549         /* Kludge. We don't yet have separate locks for the interrupts
2550          * and the kernel. This means that we cannot let the other processors
2551          * handle complex interrupts while inhibiting them from entering
2552          * the kernel in a non-interrupt context.
2553          *
2554          * What we can do, without changing the locking mechanisms yet,
2555          * is letting the other processors handle a very simple interrupt
2556          * (wich determines the processor states), and do the main
2557          * work ourself.
2558          */
2559
2560         if (!smp_started || !invltlb_ok || cold || panicstr)
2561                 return;
2562         if (!forward_signal_enabled)
2563                 return;
2564         while (1) {
2565                 if (p->p_stat != SRUN)
2566                         return;
2567                 id = (u_char) p->p_oncpu;
2568                 if (id == 0xff)
2569                         return;
2570                 map = (1<<id);
2571                 checkstate_need_ast |= map;
2572                 selected_apic_ipi(map, XCPUAST_OFFSET, APIC_DELMODE_FIXED);
2573                 i = 0;
2574                 while ((checkstate_need_ast & map) != 0) {
2575                         /* spin */
2576                         i++;
2577                         if (i > 100000) { 
2578 #if 0
2579                                 printf("forward_signal: dropped ast 0x%x\n",
2580                                        checkstate_need_ast & map);
2581 #endif
2582                                 break;
2583                         }
2584                 }
2585                 if (id == (u_char) p->p_oncpu)
2586                         return;
2587         }
2588 }
2589
2590 void
2591 forward_roundrobin(void)
2592 {
2593         u_int map;
2594         int i;
2595
2596         if (!smp_started || !invltlb_ok || cold || panicstr)
2597                 return;
2598         if (!forward_roundrobin_enabled)
2599                 return;
2600         resched_cpus |= other_cpus;
2601         map = other_cpus & ~stopped_cpus ;
2602 #if 1
2603         selected_apic_ipi(map, XCPUAST_OFFSET, APIC_DELMODE_FIXED);
2604 #else
2605         (void) all_but_self_ipi(XCPUAST_OFFSET);
2606 #endif
2607         i = 0;
2608         while ((checkstate_need_ast & map) != 0) {
2609                 /* spin */
2610                 i++;
2611                 if (i > 100000) {
2612 #if 0
2613                         printf("forward_roundrobin: dropped ast 0x%x\n",
2614                                checkstate_need_ast & map);
2615 #endif
2616                         break;
2617                 }
2618         }
2619 }
2620
2621
2622 #ifdef APIC_INTR_REORDER
2623 /*
2624  *      Maintain mapping from softintr vector to isr bit in local apic.
2625  */
2626 void
2627 set_lapic_isrloc(int intr, int vector)
2628 {
2629         if (intr < 0 || intr > 32)
2630                 panic("set_apic_isrloc: bad intr argument: %d",intr);
2631         if (vector < ICU_OFFSET || vector > 255)
2632                 panic("set_apic_isrloc: bad vector argument: %d",vector);
2633         apic_isrbit_location[intr].location = &lapic.isr0 + ((vector>>5)<<2);
2634         apic_isrbit_location[intr].bit = (1<<(vector & 31));
2635 }
2636 #endif