]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/i386/xen/mp_machdep.c
Merge libucl 20140718 (fixes a bug in the parser)
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / i386 / xen / mp_machdep.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1996, by Steve Passe
3  * Copyright (c) 2008, by Kip Macy
4  * All rights reserved.
5  *
6  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
7  * modification, are permitted provided that the following conditions
8  * are met:
9  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
10  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
11  * 2. The name of the developer may NOT be used to endorse or promote products
12  *    derived from this software without specific prior written permission.
13  *
14  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
15  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
16  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
17  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
18  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
19  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
20  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
21  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
22  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
23  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
24  * SUCH DAMAGE.
25  */
26
27 #include <sys/cdefs.h>
28 __FBSDID("$FreeBSD$");
29
30 #include "opt_apic.h"
31 #include "opt_cpu.h"
32 #include "opt_kstack_pages.h"
33 #include "opt_mp_watchdog.h"
34 #include "opt_pmap.h"
35 #include "opt_sched.h"
36 #include "opt_smp.h"
37
38 #if !defined(lint)
39 #if !defined(SMP)
40 #error How did you get here?
41 #endif
42
43 #ifndef DEV_APIC
44 #error The apic device is required for SMP, add "device apic" to your config file.
45 #endif
46 #if defined(CPU_DISABLE_CMPXCHG) && !defined(COMPILING_LINT)
47 #error SMP not supported with CPU_DISABLE_CMPXCHG
48 #endif
49 #endif /* not lint */
50
51 #include <sys/param.h>
52 #include <sys/systm.h>
53 #include <sys/bus.h>
54 #include <sys/cons.h>   /* cngetc() */
55 #include <sys/cpuset.h>
56 #ifdef GPROF 
57 #include <sys/gmon.h>
58 #endif
59 #include <sys/kernel.h>
60 #include <sys/ktr.h>
61 #include <sys/lock.h>
62 #include <sys/malloc.h>
63 #include <sys/memrange.h>
64 #include <sys/mutex.h>
65 #include <sys/pcpu.h>
66 #include <sys/proc.h>
67 #include <sys/rwlock.h>
68 #include <sys/sched.h>
69 #include <sys/smp.h>
70 #include <sys/sysctl.h>
71
72 #include <vm/vm.h>
73 #include <vm/vm_param.h>
74 #include <vm/pmap.h>
75 #include <vm/vm_kern.h>
76 #include <vm/vm_extern.h>
77 #include <vm/vm_page.h>
78
79 #include <x86/apicreg.h>
80 #include <machine/md_var.h>
81 #include <machine/mp_watchdog.h>
82 #include <machine/pcb.h>
83 #include <machine/psl.h>
84 #include <machine/smp.h>
85 #include <machine/specialreg.h>
86 #include <machine/pcpu.h>
87
88 #include <xen/xen-os.h>
89 #include <xen/evtchn.h>
90 #include <xen/xen_intr.h>
91 #include <xen/hypervisor.h>
92 #include <xen/interface/vcpu.h>
93
94 /*---------------------------- Extern Declarations ---------------------------*/
95 extern  struct pcpu __pcpu[];
96
97 extern void Xhypervisor_callback(void);
98 extern void failsafe_callback(void);
99 extern void pmap_lazyfix_action(void);
100
101 /*--------------------------- Forward Declarations ---------------------------*/
102 static driver_filter_t  smp_reschedule_interrupt;
103 static driver_filter_t  smp_call_function_interrupt;
104 static void             assign_cpu_ids(void);
105 static void             set_interrupt_apic_ids(void);
106 static int              start_all_aps(void);
107 static int              start_ap(int apic_id);
108 static void             release_aps(void *dummy);
109
110 /*---------------------------------- Macros ----------------------------------*/
111 #define IPI_TO_IDX(ipi) ((ipi) - APIC_IPI_INTS)
112
113 /*-------------------------------- Local Types -------------------------------*/
114 typedef void call_data_func_t(uintptr_t , uintptr_t);
115
116 struct cpu_info {
117         int     cpu_present:1;
118         int     cpu_bsp:1;
119         int     cpu_disabled:1;
120 };
121
122 struct xen_ipi_handler
123 {
124         driver_filter_t *filter;
125         const char      *description;
126 };
127
128 enum {
129         RESCHEDULE_VECTOR,
130         CALL_FUNCTION_VECTOR,
131 };
132
133 /*-------------------------------- Global Data -------------------------------*/
134 static u_int    hyperthreading_cpus;
135 static cpuset_t hyperthreading_cpus_mask;
136
137 int     mp_naps;                /* # of Applications processors */
138 int     boot_cpu_id = -1;       /* designated BSP */
139
140 static int bootAP;
141 static union descriptor *bootAPgdt;
142
143 /* Free these after use */
144 void *bootstacks[MAXCPU];
145
146 struct pcb stoppcbs[MAXCPU];
147
148 /* Variables needed for SMP tlb shootdown. */
149 vm_offset_t smp_tlb_addr1;
150 vm_offset_t smp_tlb_addr2;
151 volatile int smp_tlb_wait;
152
153 static u_int logical_cpus;
154 static volatile cpuset_t ipi_nmi_pending;
155
156 /* used to hold the AP's until we are ready to release them */
157 static struct mtx ap_boot_mtx;
158
159 /* Set to 1 once we're ready to let the APs out of the pen. */
160 static volatile int aps_ready = 0;
161
162 /*
163  * Store data from cpu_add() until later in the boot when we actually setup
164  * the APs.
165  */
166 static struct cpu_info cpu_info[MAX_APIC_ID + 1];
167 int cpu_apic_ids[MAXCPU];
168 int apic_cpuids[MAX_APIC_ID + 1];
169
170 /* Holds pending bitmap based IPIs per CPU */
171 static volatile u_int cpu_ipi_pending[MAXCPU];
172
173 static int cpu_logical;
174 static int cpu_cores;
175
176 static const struct xen_ipi_handler xen_ipis[] = 
177 {
178         [RESCHEDULE_VECTOR]     = { smp_reschedule_interrupt,   "resched"  },
179         [CALL_FUNCTION_VECTOR]  = { smp_call_function_interrupt,"callfunc" }
180 };
181
182 /*------------------------------- Per-CPU Data -------------------------------*/
183 DPCPU_DEFINE(xen_intr_handle_t, ipi_handle[nitems(xen_ipis)]);
184 DPCPU_DEFINE(struct vcpu_info *, vcpu_info);
185
186 /*------------------------------ Implementation ------------------------------*/
187 struct cpu_group *
188 cpu_topo(void)
189 {
190         if (cpu_cores == 0)
191                 cpu_cores = 1;
192         if (cpu_logical == 0)
193                 cpu_logical = 1;
194         if (mp_ncpus % (cpu_cores * cpu_logical) != 0) {
195                 printf("WARNING: Non-uniform processors.\n");
196                 printf("WARNING: Using suboptimal topology.\n");
197                 return (smp_topo_none());
198         }
199         /*
200          * No multi-core or hyper-threaded.
201          */
202         if (cpu_logical * cpu_cores == 1)
203                 return (smp_topo_none());
204         /*
205          * Only HTT no multi-core.
206          */
207         if (cpu_logical > 1 && cpu_cores == 1)
208                 return (smp_topo_1level(CG_SHARE_L1, cpu_logical, CG_FLAG_HTT));
209         /*
210          * Only multi-core no HTT.
211          */
212         if (cpu_cores > 1 && cpu_logical == 1)
213                 return (smp_topo_1level(CG_SHARE_NONE, cpu_cores, 0));
214         /*
215          * Both HTT and multi-core.
216          */
217         return (smp_topo_2level(CG_SHARE_NONE, cpu_cores,
218             CG_SHARE_L1, cpu_logical, CG_FLAG_HTT));
219 }
220
221 /*
222  * Calculate usable address in base memory for AP trampoline code.
223  */
224 u_int
225 mp_bootaddress(u_int basemem)
226 {
227
228         return (basemem);
229 }
230
231 void
232 cpu_add(u_int apic_id, char boot_cpu)
233 {
234
235         if (apic_id > MAX_APIC_ID) {
236                 panic("SMP: APIC ID %d too high", apic_id);
237                 return;
238         }
239         KASSERT(cpu_info[apic_id].cpu_present == 0, ("CPU %d added twice",
240             apic_id));
241         cpu_info[apic_id].cpu_present = 1;
242         if (boot_cpu) {
243                 KASSERT(boot_cpu_id == -1,
244                     ("CPU %d claims to be BSP, but CPU %d already is", apic_id,
245                     boot_cpu_id));
246                 boot_cpu_id = apic_id;
247                 cpu_info[apic_id].cpu_bsp = 1;
248         }
249         if (mp_ncpus < MAXCPU)
250                 mp_ncpus++;
251         if (bootverbose)
252                 printf("SMP: Added CPU %d (%s)\n", apic_id, boot_cpu ? "BSP" :
253                     "AP");
254 }
255
256 void
257 cpu_mp_setmaxid(void)
258 {
259
260         mp_maxid = MAXCPU - 1;
261 }
262
263 int
264 cpu_mp_probe(void)
265 {
266
267         /*
268          * Always record BSP in CPU map so that the mbuf init code works
269          * correctly.
270          */
271         CPU_SETOF(0, &all_cpus);
272         if (mp_ncpus == 0) {
273                 /*
274                  * No CPUs were found, so this must be a UP system.  Setup
275                  * the variables to represent a system with a single CPU
276                  * with an id of 0.
277                  */
278                 mp_ncpus = 1;
279                 return (0);
280         }
281
282         /* At least one CPU was found. */
283         if (mp_ncpus == 1) {
284                 /*
285                  * One CPU was found, so this must be a UP system with
286                  * an I/O APIC.
287                  */
288                 return (0);
289         }
290
291         /* At least two CPUs were found. */
292         return (1);
293 }
294
295 /*
296  * Initialize the IPI handlers and start up the AP's.
297  */
298 void
299 cpu_mp_start(void)
300 {
301         int i;
302
303         /* Initialize the logical ID to APIC ID table. */
304         for (i = 0; i < MAXCPU; i++) {
305                 cpu_apic_ids[i] = -1;
306                 cpu_ipi_pending[i] = 0;
307         }
308
309         /* Set boot_cpu_id if needed. */
310         if (boot_cpu_id == -1) {
311                 boot_cpu_id = PCPU_GET(apic_id);
312                 cpu_info[boot_cpu_id].cpu_bsp = 1;
313         } else
314                 KASSERT(boot_cpu_id == PCPU_GET(apic_id),
315                     ("BSP's APIC ID doesn't match boot_cpu_id"));
316         cpu_apic_ids[0] = boot_cpu_id;
317         apic_cpuids[boot_cpu_id] = 0;
318
319         assign_cpu_ids();
320
321         /* Start each Application Processor */
322         start_all_aps();
323
324         /* Setup the initial logical CPUs info. */
325         logical_cpus = 0;
326         CPU_ZERO(&logical_cpus_mask);
327         if (cpu_feature & CPUID_HTT)
328                 logical_cpus = (cpu_procinfo & CPUID_HTT_CORES) >> 16;
329
330         set_interrupt_apic_ids();
331 }
332
333
334 static void
335 iv_rendezvous(uintptr_t a, uintptr_t b)
336 {
337         smp_rendezvous_action();
338 }
339
340 static void
341 iv_invltlb(uintptr_t a, uintptr_t b)
342 {
343         xen_tlb_flush();
344 }
345
346 static void
347 iv_invlpg(uintptr_t a, uintptr_t b)
348 {
349         xen_invlpg(a);
350 }
351
352 static void
353 iv_invlrng(uintptr_t a, uintptr_t b)
354 {
355         vm_offset_t start = (vm_offset_t)a;
356         vm_offset_t end = (vm_offset_t)b;
357
358         while (start < end) {
359                 xen_invlpg(start);
360                 start += PAGE_SIZE;
361         }
362 }
363
364
365 static void
366 iv_invlcache(uintptr_t a, uintptr_t b)
367 {
368
369         wbinvd();
370         atomic_add_int(&smp_tlb_wait, 1);
371 }
372
373 static void
374 iv_lazypmap(uintptr_t a, uintptr_t b)
375 {
376         pmap_lazyfix_action();
377         atomic_add_int(&smp_tlb_wait, 1);
378 }
379
380 /*
381  * These start from "IPI offset" APIC_IPI_INTS
382  */
383 static call_data_func_t *ipi_vectors[6] = 
384 {
385         iv_rendezvous,
386         iv_invltlb,
387         iv_invlpg,
388         iv_invlrng,
389         iv_invlcache,
390         iv_lazypmap,
391 };
392
393 /*
394  * Reschedule call back. Nothing to do,
395  * all the work is done automatically when
396  * we return from the interrupt.
397  */
398 static int
399 smp_reschedule_interrupt(void *unused)
400 {
401         int cpu = PCPU_GET(cpuid);
402         u_int ipi_bitmap;
403
404         ipi_bitmap = atomic_readandclear_int(&cpu_ipi_pending[cpu]);
405
406         if (ipi_bitmap & (1 << IPI_PREEMPT)) {
407 #ifdef COUNT_IPIS
408                 (*ipi_preempt_counts[cpu])++;
409 #endif
410                 sched_preempt(curthread);
411         }
412
413         if (ipi_bitmap & (1 << IPI_AST)) {
414 #ifdef COUNT_IPIS
415                 (*ipi_ast_counts[cpu])++;
416 #endif
417                 /* Nothing to do for AST */
418         }       
419         return (FILTER_HANDLED);
420 }
421
422 struct _call_data {
423         uint16_t func_id;
424         uint16_t wait;
425         uintptr_t arg1;
426         uintptr_t arg2;
427         atomic_t started;
428         atomic_t finished;
429 };
430
431 static struct _call_data *call_data;
432
433 static int
434 smp_call_function_interrupt(void *unused)
435 {       
436         call_data_func_t *func;
437         uintptr_t arg1 = call_data->arg1;
438         uintptr_t arg2 = call_data->arg2;
439         int wait = call_data->wait;
440         atomic_t *started = &call_data->started;
441         atomic_t *finished = &call_data->finished;
442
443         /* We only handle function IPIs, not bitmap IPIs */
444         if (call_data->func_id < APIC_IPI_INTS ||
445             call_data->func_id > IPI_BITMAP_VECTOR)
446                 panic("invalid function id %u", call_data->func_id);
447         
448         func = ipi_vectors[IPI_TO_IDX(call_data->func_id)];
449         /*
450          * Notify initiating CPU that I've grabbed the data and am
451          * about to execute the function
452          */
453         mb();
454         atomic_inc(started);
455         /*
456          * At this point the info structure may be out of scope unless wait==1
457          */
458         (*func)(arg1, arg2);
459
460         if (wait) {
461                 mb();
462                 atomic_inc(finished);
463         }
464         atomic_add_int(&smp_tlb_wait, 1);
465         return (FILTER_HANDLED);
466 }
467
468 /*
469  * Print various information about the SMP system hardware and setup.
470  */
471 void
472 cpu_mp_announce(void)
473 {
474         int i, x;
475
476         /* List CPUs */
477         printf(" cpu0 (BSP): APIC ID: %2d\n", boot_cpu_id);
478         for (i = 1, x = 0; x <= MAX_APIC_ID; x++) {
479                 if (!cpu_info[x].cpu_present || cpu_info[x].cpu_bsp)
480                         continue;
481                 if (cpu_info[x].cpu_disabled)
482                         printf("  cpu (AP): APIC ID: %2d (disabled)\n", x);
483                 else {
484                         KASSERT(i < mp_ncpus,
485                             ("mp_ncpus and actual cpus are out of whack"));
486                         printf(" cpu%d (AP): APIC ID: %2d\n", i++, x);
487                 }
488         }
489 }
490
491 static int
492 xen_smp_cpu_init(unsigned int cpu)
493 {
494         xen_intr_handle_t *ipi_handle;
495         const struct xen_ipi_handler *ipi;
496         int idx, rc;
497
498         ipi_handle = DPCPU_ID_GET(cpu, ipi_handle);
499         for (ipi = xen_ipis, idx = 0; idx < nitems(xen_ipis); ipi++, idx++) {
500
501                 /*
502                  * The PCPU variable pc_device is not initialized on i386 PV,
503                  * so we have to use the root_bus device in order to setup
504                  * the IPIs.
505                  */
506                 rc = xen_intr_alloc_and_bind_ipi(root_bus, cpu,
507                     ipi->filter, INTR_TYPE_TTY, &ipi_handle[idx]);
508                 if (rc != 0) {
509                         printf("Unable to allocate a XEN IPI port. "
510                             "Error %d\n", rc);
511                         break;
512                 }
513                 xen_intr_describe(ipi_handle[idx], "%s", ipi->description);
514         }
515
516         for (;idx < nitems(xen_ipis); idx++)
517                     ipi_handle[idx] = NULL;
518
519         if (rc == 0)
520                 return (0);
521
522         /* Either all are successfully mapped, or none at all. */
523         for (idx = 0; idx < nitems(xen_ipis); idx++) {
524                 if (ipi_handle[idx] == NULL)
525                         continue;
526
527                 xen_intr_unbind(ipi_handle[idx]);
528                 ipi_handle[idx] = NULL;
529         }
530
531         return (rc);
532 }
533
534 static void
535 xen_smp_intr_init_cpus(void *unused)
536 {
537         int i;
538             
539         for (i = 0; i < mp_ncpus; i++)
540                 xen_smp_cpu_init(i);
541 }
542
543 static void
544 xen_smp_intr_setup_cpus(void *unused)
545 {
546         int i;
547
548         for (i = 0; i < mp_ncpus; i++)
549                 DPCPU_ID_SET(i, vcpu_info,
550                     &HYPERVISOR_shared_info->vcpu_info[i]);
551 }
552
553 #define MTOPSIZE (1<<(14 + PAGE_SHIFT))
554
555 /*
556  * AP CPU's call this to initialize themselves.
557  */
558 void
559 init_secondary(void)
560 {
561         vm_offset_t addr;
562         u_int   cpuid;
563         int     gsel_tss;
564         
565         
566         /* bootAP is set in start_ap() to our ID. */
567         PCPU_SET(currentldt, _default_ldt);
568         gsel_tss = GSEL(GPROC0_SEL, SEL_KPL);
569 #if 0
570         gdt[bootAP * NGDT + GPROC0_SEL].sd.sd_type = SDT_SYS386TSS;
571 #endif
572         PCPU_SET(common_tss.tss_esp0, 0); /* not used until after switch */
573         PCPU_SET(common_tss.tss_ss0, GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL));
574         PCPU_SET(common_tss.tss_ioopt, (sizeof (struct i386tss)) << 16);
575 #if 0
576         PCPU_SET(tss_gdt, &gdt[bootAP * NGDT + GPROC0_SEL].sd);
577
578         PCPU_SET(common_tssd, *PCPU_GET(tss_gdt));
579 #endif
580         PCPU_SET(fsgs_gdt, &gdt[GUFS_SEL].sd);
581
582         /*
583          * Set to a known state:
584          * Set by mpboot.s: CR0_PG, CR0_PE
585          * Set by cpu_setregs: CR0_NE, CR0_MP, CR0_TS, CR0_WP, CR0_AM
586          */
587         /*
588          * signal our startup to the BSP.
589          */
590         mp_naps++;
591
592         /* Spin until the BSP releases the AP's. */
593         while (!aps_ready)
594                 ia32_pause();
595
596         /* BSP may have changed PTD while we were waiting */
597         invltlb();
598         for (addr = 0; addr < NKPT * NBPDR - 1; addr += PAGE_SIZE)
599                 invlpg(addr);
600
601         /* set up FPU state on the AP */
602         npxinit();
603 #if 0
604         
605         /* set up SSE registers */
606         enable_sse();
607 #endif
608 #if 0 && defined(PAE)
609         /* Enable the PTE no-execute bit. */
610         if ((amd_feature & AMDID_NX) != 0) {
611                 uint64_t msr;
612
613                 msr = rdmsr(MSR_EFER) | EFER_NXE;
614                 wrmsr(MSR_EFER, msr);
615         }
616 #endif
617 #if 0
618         /* A quick check from sanity claus */
619         if (PCPU_GET(apic_id) != lapic_id()) {
620                 printf("SMP: cpuid = %d\n", PCPU_GET(cpuid));
621                 printf("SMP: actual apic_id = %d\n", lapic_id());
622                 printf("SMP: correct apic_id = %d\n", PCPU_GET(apic_id));
623                 panic("cpuid mismatch! boom!!");
624         }
625 #endif
626         
627         /* Initialize curthread. */
628         KASSERT(PCPU_GET(idlethread) != NULL, ("no idle thread"));
629         PCPU_SET(curthread, PCPU_GET(idlethread));
630
631         mtx_lock_spin(&ap_boot_mtx);
632 #if 0
633         
634         /* Init local apic for irq's */
635         lapic_setup(1);
636 #endif
637         smp_cpus++;
638
639         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
640         CTR1(KTR_SMP, "SMP: AP CPU #%d Launched", cpuid);
641         printf("SMP: AP CPU #%d Launched!\n", cpuid);
642
643         /* Determine if we are a logical CPU. */
644         if (logical_cpus > 1 && PCPU_GET(apic_id) % logical_cpus != 0)
645                 CPU_SET(cpuid, &logical_cpus_mask);
646         
647         /* Determine if we are a hyperthread. */
648         if (hyperthreading_cpus > 1 &&
649             PCPU_GET(apic_id) % hyperthreading_cpus != 0)
650                 CPU_SET(cpuid, &hyperthreading_cpus_mask);
651 #if 0
652         if (bootverbose)
653                 lapic_dump("AP");
654 #endif
655         if (smp_cpus == mp_ncpus) {
656                 /* enable IPI's, tlb shootdown, freezes etc */
657                 atomic_store_rel_int(&smp_started, 1);
658         }
659
660         mtx_unlock_spin(&ap_boot_mtx);
661
662         /* wait until all the AP's are up */
663         while (smp_started == 0)
664                 ia32_pause();
665
666         PCPU_SET(curthread, PCPU_GET(idlethread));
667
668         /* Start per-CPU event timers. */
669         cpu_initclocks_ap();
670
671         /* enter the scheduler */
672         sched_throw(NULL);
673
674         panic("scheduler returned us to %s", __func__);
675         /* NOTREACHED */
676 }
677
678 /*******************************************************************
679  * local functions and data
680  */
681
682 /*
683  * We tell the I/O APIC code about all the CPUs we want to receive
684  * interrupts.  If we don't want certain CPUs to receive IRQs we
685  * can simply not tell the I/O APIC code about them in this function.
686  * We also do not tell it about the BSP since it tells itself about
687  * the BSP internally to work with UP kernels and on UP machines.
688  */
689 static void
690 set_interrupt_apic_ids(void)
691 {
692         u_int i, apic_id;
693
694         for (i = 0; i < MAXCPU; i++) {
695                 apic_id = cpu_apic_ids[i];
696                 if (apic_id == -1)
697                         continue;
698                 if (cpu_info[apic_id].cpu_bsp)
699                         continue;
700                 if (cpu_info[apic_id].cpu_disabled)
701                         continue;
702
703                 /* Don't let hyperthreads service interrupts. */
704                 if (hyperthreading_cpus > 1 &&
705                     apic_id % hyperthreading_cpus != 0)
706                         continue;
707
708                 intr_add_cpu(i);
709         }
710 }
711
712 /*
713  * Assign logical CPU IDs to local APICs.
714  */
715 static void
716 assign_cpu_ids(void)
717 {
718         u_int i;
719
720         /* Check for explicitly disabled CPUs. */
721         for (i = 0; i <= MAX_APIC_ID; i++) {
722                 if (!cpu_info[i].cpu_present || cpu_info[i].cpu_bsp)
723                         continue;
724
725                 /* Don't use this CPU if it has been disabled by a tunable. */
726                 if (resource_disabled("lapic", i)) {
727                         cpu_info[i].cpu_disabled = 1;
728                         continue;
729                 }
730         }
731
732         /*
733          * Assign CPU IDs to local APIC IDs and disable any CPUs
734          * beyond MAXCPU.  CPU 0 has already been assigned to the BSP,
735          * so we only have to assign IDs for APs.
736          */
737         mp_ncpus = 1;
738         for (i = 0; i <= MAX_APIC_ID; i++) {
739                 if (!cpu_info[i].cpu_present || cpu_info[i].cpu_bsp ||
740                     cpu_info[i].cpu_disabled)
741                         continue;
742
743                 if (mp_ncpus < MAXCPU) {
744                         cpu_apic_ids[mp_ncpus] = i;
745                         apic_cpuids[i] = mp_ncpus;
746                         mp_ncpus++;
747                 } else
748                         cpu_info[i].cpu_disabled = 1;
749         }
750         KASSERT(mp_maxid >= mp_ncpus - 1,
751             ("%s: counters out of sync: max %d, count %d", __func__, mp_maxid,
752             mp_ncpus));         
753 }
754
755 /*
756  * start each AP in our list
757  */
758 /* Lowest 1MB is already mapped: don't touch*/
759 #define TMPMAP_START 1
760 int
761 start_all_aps(void)
762 {
763         int x,apic_id, cpu;
764         struct pcpu *pc;
765         
766         mtx_init(&ap_boot_mtx, "ap boot", NULL, MTX_SPIN);
767
768         /* set up temporary P==V mapping for AP boot */
769         /* XXX this is a hack, we should boot the AP on its own stack/PTD */
770
771         /* start each AP */
772         for (cpu = 1; cpu < mp_ncpus; cpu++) {
773                 apic_id = cpu_apic_ids[cpu];
774
775
776                 bootAP = cpu;
777                 bootAPgdt = gdt + (512*cpu);
778
779                 /* Get per-cpu data */
780                 pc = &__pcpu[bootAP];
781                 pcpu_init(pc, bootAP, sizeof(struct pcpu));
782                 dpcpu_init((void *)kmem_malloc(kernel_arena, DPCPU_SIZE,
783                     M_WAITOK | M_ZERO), bootAP);
784                 pc->pc_apic_id = cpu_apic_ids[bootAP];
785                 pc->pc_vcpu_id = cpu_apic_ids[bootAP];
786                 pc->pc_prvspace = pc;
787                 pc->pc_curthread = 0;
788
789                 gdt_segs[GPRIV_SEL].ssd_base = (int) pc;
790                 gdt_segs[GPROC0_SEL].ssd_base = (int) &pc->pc_common_tss;
791                 
792                 PT_SET_MA(bootAPgdt, VTOM(bootAPgdt) | PG_V | PG_RW);
793                 bzero(bootAPgdt, PAGE_SIZE);
794                 for (x = 0; x < NGDT; x++)
795                         ssdtosd(&gdt_segs[x], &bootAPgdt[x].sd);
796                 PT_SET_MA(bootAPgdt, vtomach(bootAPgdt) | PG_V);
797 #ifdef notyet
798                 
799                 if (HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_get_physid, cpu, &cpu_id) == 0) { 
800                         apicid = xen_vcpu_physid_to_x86_apicid(cpu_id.phys_id); 
801                         acpiid = xen_vcpu_physid_to_x86_acpiid(cpu_id.phys_id); 
802 #ifdef CONFIG_ACPI 
803                         if (acpiid != 0xff) 
804                                 x86_acpiid_to_apicid[acpiid] = apicid; 
805 #endif 
806                 } 
807 #endif
808                 
809                 /* attempt to start the Application Processor */
810                 if (!start_ap(cpu)) {
811                         printf("AP #%d (PHY# %d) failed!\n", cpu, apic_id);
812                         /* better panic as the AP may be running loose */
813                         printf("panic y/n? [y] ");
814                         if (cngetc() != 'n')
815                                 panic("bye-bye");
816                 }
817
818                 CPU_SET(cpu, &all_cpus);        /* record AP in CPU map */
819         }
820         
821
822         pmap_invalidate_range(kernel_pmap, 0, NKPT * NBPDR - 1);
823         
824         /* number of APs actually started */
825         return (mp_naps);
826 }
827
828 extern uint8_t *pcpu_boot_stack;
829 extern trap_info_t trap_table[];
830
831 static void
832 smp_trap_init(trap_info_t *trap_ctxt)
833 {
834         const trap_info_t *t = trap_table;
835
836         for (t = trap_table; t->address; t++) {
837                 trap_ctxt[t->vector].flags = t->flags;
838                 trap_ctxt[t->vector].cs = t->cs;
839                 trap_ctxt[t->vector].address = t->address;
840         }
841 }
842
843 extern struct rwlock pvh_global_lock;
844 extern int nkpt;
845 static void
846 cpu_initialize_context(unsigned int cpu)
847 {
848         /* vcpu_guest_context_t is too large to allocate on the stack.
849          * Hence we allocate statically and protect it with a lock */
850         vm_page_t m[NPGPTD + 2];
851         static vcpu_guest_context_t ctxt;
852         vm_offset_t boot_stack;
853         vm_offset_t newPTD;
854         vm_paddr_t ma[NPGPTD];
855         int i;
856
857         /*
858          * Page 0,[0-3] PTD
859          * Page 1, [4]  boot stack
860          * Page [5]     PDPT
861          *
862          */
863         for (i = 0; i < NPGPTD + 2; i++) {
864                 m[i] = vm_page_alloc(NULL, 0,
865                     VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED |
866                     VM_ALLOC_ZERO);
867
868                 pmap_zero_page(m[i]);
869
870         }
871         boot_stack = kva_alloc(PAGE_SIZE);
872         newPTD = kva_alloc(NPGPTD * PAGE_SIZE);
873         ma[0] = VM_PAGE_TO_MACH(m[0])|PG_V;
874
875 #ifdef PAE      
876         pmap_kenter(boot_stack, VM_PAGE_TO_PHYS(m[NPGPTD + 1]));
877         for (i = 0; i < NPGPTD; i++) {
878                 ((vm_paddr_t *)boot_stack)[i] =
879                 ma[i] = VM_PAGE_TO_MACH(m[i])|PG_V;
880         }
881 #endif  
882
883         /*
884          * Copy cpu0 IdlePTD to new IdlePTD - copying only
885          * kernel mappings
886          */
887         pmap_qenter(newPTD, m, 4);
888         
889         memcpy((uint8_t *)newPTD + KPTDI*sizeof(vm_paddr_t),
890             (uint8_t *)PTOV(IdlePTD) + KPTDI*sizeof(vm_paddr_t),
891             nkpt*sizeof(vm_paddr_t));
892
893         pmap_qremove(newPTD, 4);
894         kva_free(newPTD, 4 * PAGE_SIZE);
895         /*
896          * map actual idle stack to boot_stack
897          */
898         pmap_kenter(boot_stack, VM_PAGE_TO_PHYS(m[NPGPTD]));
899
900
901         xen_pgdpt_pin(VM_PAGE_TO_MACH(m[NPGPTD + 1]));
902         rw_wlock(&pvh_global_lock);
903         for (i = 0; i < 4; i++) {
904                 int pdir = (PTDPTDI + i) / NPDEPG;
905                 int curoffset = (PTDPTDI + i) % NPDEPG;
906                 
907                 xen_queue_pt_update((vm_paddr_t)
908                     ((ma[pdir] & ~PG_V) + (curoffset*sizeof(vm_paddr_t))), 
909                     ma[i]);
910         }
911         PT_UPDATES_FLUSH();
912         rw_wunlock(&pvh_global_lock);
913         
914         memset(&ctxt, 0, sizeof(ctxt));
915         ctxt.flags = VGCF_IN_KERNEL;
916         ctxt.user_regs.ds = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
917         ctxt.user_regs.es = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
918         ctxt.user_regs.fs = GSEL(GPRIV_SEL, SEL_KPL);
919         ctxt.user_regs.gs = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
920         ctxt.user_regs.cs = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
921         ctxt.user_regs.ss = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
922         ctxt.user_regs.eip = (unsigned long)init_secondary;
923         ctxt.user_regs.eflags = PSL_KERNEL | 0x1000; /* IOPL_RING1 */
924
925         memset(&ctxt.fpu_ctxt, 0, sizeof(ctxt.fpu_ctxt));
926
927         smp_trap_init(ctxt.trap_ctxt);
928
929         ctxt.ldt_ents = 0;
930         ctxt.gdt_frames[0] =
931             (uint32_t)((uint64_t)vtomach(bootAPgdt) >> PAGE_SHIFT);
932         ctxt.gdt_ents      = 512;
933
934 #ifdef __i386__
935         ctxt.user_regs.esp = boot_stack + PAGE_SIZE;
936
937         ctxt.kernel_ss = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
938         ctxt.kernel_sp = boot_stack + PAGE_SIZE;
939
940         ctxt.event_callback_cs     = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
941         ctxt.event_callback_eip    = (unsigned long)Xhypervisor_callback;
942         ctxt.failsafe_callback_cs  = GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL);
943         ctxt.failsafe_callback_eip = (unsigned long)failsafe_callback;
944
945         ctxt.ctrlreg[3] = VM_PAGE_TO_MACH(m[NPGPTD + 1]);
946 #else /* __x86_64__ */
947         ctxt.user_regs.esp = idle->thread.rsp0 - sizeof(struct pt_regs);
948         ctxt.kernel_ss = GSEL(GDATA_SEL, SEL_KPL);
949         ctxt.kernel_sp = idle->thread.rsp0;
950
951         ctxt.event_callback_eip    = (unsigned long)hypervisor_callback;
952         ctxt.failsafe_callback_eip = (unsigned long)failsafe_callback;
953         ctxt.syscall_callback_eip  = (unsigned long)system_call;
954
955         ctxt.ctrlreg[3] = xen_pfn_to_cr3(virt_to_mfn(init_level4_pgt));
956
957         ctxt.gs_base_kernel = (unsigned long)(cpu_pda(cpu));
958 #endif
959
960         printf("gdtpfn=%lx pdptpfn=%lx\n",
961             ctxt.gdt_frames[0],
962             ctxt.ctrlreg[3] >> PAGE_SHIFT);
963
964         PANIC_IF(HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_initialise, cpu, &ctxt));
965         DELAY(3000);
966         PANIC_IF(HYPERVISOR_vcpu_op(VCPUOP_up, cpu, NULL));
967 }
968
969 /*
970  * This function starts the AP (application processor) identified
971  * by the APIC ID 'physicalCpu'.  It does quite a "song and dance"
972  * to accomplish this.  This is necessary because of the nuances
973  * of the different hardware we might encounter.  It isn't pretty,
974  * but it seems to work.
975  */
976
977 int cpus;
978 static int
979 start_ap(int apic_id)
980 {
981         int ms;
982
983         /* used as a watchpoint to signal AP startup */
984         cpus = mp_naps;
985
986         cpu_initialize_context(apic_id);
987         
988         /* Wait up to 5 seconds for it to start. */
989         for (ms = 0; ms < 5000; ms++) {
990                 if (mp_naps > cpus)
991                         return (1);     /* return SUCCESS */
992                 DELAY(1000);
993         }
994         return (0);             /* return FAILURE */
995 }
996
997 static void
998 ipi_pcpu(int cpu, u_int ipi)
999 {
1000         KASSERT((ipi <= nitems(xen_ipis)), ("invalid IPI"));
1001         xen_intr_signal(DPCPU_ID_GET(cpu, ipi_handle[ipi]));
1002 }
1003
1004 /*
1005  * send an IPI to a specific CPU.
1006  */
1007 static void
1008 ipi_send_cpu(int cpu, u_int ipi)
1009 {
1010         u_int bitmap, old_pending, new_pending;
1011
1012         if (IPI_IS_BITMAPED(ipi)) { 
1013                 bitmap = 1 << ipi;
1014                 ipi = IPI_BITMAP_VECTOR;
1015                 do {
1016                         old_pending = cpu_ipi_pending[cpu];
1017                         new_pending = old_pending | bitmap;
1018                 } while  (!atomic_cmpset_int(&cpu_ipi_pending[cpu],
1019                     old_pending, new_pending)); 
1020                 if (!old_pending)
1021                         ipi_pcpu(cpu, RESCHEDULE_VECTOR);
1022         } else {
1023                 KASSERT(call_data != NULL, ("call_data not set"));
1024                 ipi_pcpu(cpu, CALL_FUNCTION_VECTOR);
1025         }
1026 }
1027
1028 /*
1029  * Flush the TLB on all other CPU's
1030  */
1031 static void
1032 smp_tlb_shootdown(u_int vector, vm_offset_t addr1, vm_offset_t addr2)
1033 {
1034         u_int ncpu;
1035         struct _call_data data;
1036
1037         ncpu = mp_ncpus - 1;    /* does not shootdown self */
1038         if (ncpu < 1)
1039                 return;         /* no other cpus */
1040         if (!(read_eflags() & PSL_I))
1041                 panic("%s: interrupts disabled", __func__);
1042         mtx_lock_spin(&smp_ipi_mtx);
1043         KASSERT(call_data == NULL, ("call_data isn't null?!"));
1044         call_data = &data;
1045         call_data->func_id = vector;
1046         call_data->arg1 = addr1;
1047         call_data->arg2 = addr2;
1048         atomic_store_rel_int(&smp_tlb_wait, 0);
1049         ipi_all_but_self(vector);
1050         while (smp_tlb_wait < ncpu)
1051                 ia32_pause();
1052         call_data = NULL;
1053         mtx_unlock_spin(&smp_ipi_mtx);
1054 }
1055
1056 static void
1057 smp_targeted_tlb_shootdown(cpuset_t mask, u_int vector, vm_offset_t addr1,
1058     vm_offset_t addr2)
1059 {
1060         int cpu, ncpu, othercpus;
1061         struct _call_data data;
1062
1063         othercpus = mp_ncpus - 1;
1064         if (CPU_ISFULLSET(&mask)) {
1065                 if (othercpus < 1)
1066                         return;
1067         } else {
1068                 CPU_CLR(PCPU_GET(cpuid), &mask);
1069                 if (CPU_EMPTY(&mask))
1070                         return;
1071         }
1072         if (!(read_eflags() & PSL_I))
1073                 panic("%s: interrupts disabled", __func__);
1074         mtx_lock_spin(&smp_ipi_mtx);
1075         KASSERT(call_data == NULL, ("call_data isn't null?!"));
1076         call_data = &data;              
1077         call_data->func_id = vector;
1078         call_data->arg1 = addr1;
1079         call_data->arg2 = addr2;
1080         atomic_store_rel_int(&smp_tlb_wait, 0);
1081         if (CPU_ISFULLSET(&mask)) {
1082                 ncpu = othercpus;
1083                 ipi_all_but_self(vector);
1084         } else {
1085                 ncpu = 0;
1086                 while ((cpu = CPU_FFS(&mask)) != 0) {
1087                         cpu--;
1088                         CPU_CLR(cpu, &mask);
1089                         CTR3(KTR_SMP, "%s: cpu: %d ipi: %x", __func__, cpu,
1090                             vector);
1091                         ipi_send_cpu(cpu, vector);
1092                         ncpu++;
1093                 }
1094         }
1095         while (smp_tlb_wait < ncpu)
1096                 ia32_pause();
1097         call_data = NULL;
1098         mtx_unlock_spin(&smp_ipi_mtx);
1099 }
1100
1101 void
1102 smp_cache_flush(void)
1103 {
1104
1105         if (smp_started)
1106                 smp_tlb_shootdown(IPI_INVLCACHE, 0, 0);
1107 }
1108
1109 void
1110 smp_invltlb(void)
1111 {
1112
1113         if (smp_started) {
1114                 smp_tlb_shootdown(IPI_INVLTLB, 0, 0);
1115         }
1116 }
1117
1118 void
1119 smp_invlpg(vm_offset_t addr)
1120 {
1121
1122         if (smp_started) {
1123                 smp_tlb_shootdown(IPI_INVLPG, addr, 0);
1124         }
1125 }
1126
1127 void
1128 smp_invlpg_range(vm_offset_t addr1, vm_offset_t addr2)
1129 {
1130
1131         if (smp_started) {
1132                 smp_tlb_shootdown(IPI_INVLRNG, addr1, addr2);
1133         }
1134 }
1135
1136 void
1137 smp_masked_invltlb(cpuset_t mask)
1138 {
1139
1140         if (smp_started) {
1141                 smp_targeted_tlb_shootdown(mask, IPI_INVLTLB, 0, 0);
1142         }
1143 }
1144
1145 void
1146 smp_masked_invlpg(cpuset_t mask, vm_offset_t addr)
1147 {
1148
1149         if (smp_started) {
1150                 smp_targeted_tlb_shootdown(mask, IPI_INVLPG, addr, 0);
1151         }
1152 }
1153
1154 void
1155 smp_masked_invlpg_range(cpuset_t mask, vm_offset_t addr1, vm_offset_t addr2)
1156 {
1157
1158         if (smp_started) {
1159                 smp_targeted_tlb_shootdown(mask, IPI_INVLRNG, addr1, addr2);
1160         }
1161 }
1162
1163 /*
1164  * send an IPI to a set of cpus.
1165  */
1166 void
1167 ipi_selected(cpuset_t cpus, u_int ipi)
1168 {
1169         int cpu;
1170
1171         /*
1172          * IPI_STOP_HARD maps to a NMI and the trap handler needs a bit
1173          * of help in order to understand what is the source.
1174          * Set the mask of receiving CPUs for this purpose.
1175          */
1176         if (ipi == IPI_STOP_HARD)
1177                 CPU_OR_ATOMIC(&ipi_nmi_pending, &cpus);
1178
1179         while ((cpu = CPU_FFS(&cpus)) != 0) {
1180                 cpu--;
1181                 CPU_CLR(cpu, &cpus);
1182                 CTR3(KTR_SMP, "%s: cpu: %d ipi: %x", __func__, cpu, ipi);
1183                 ipi_send_cpu(cpu, ipi);
1184         }
1185 }
1186
1187 /*
1188  * send an IPI to a specific CPU.
1189  */
1190 void
1191 ipi_cpu(int cpu, u_int ipi)
1192 {
1193
1194         /*
1195          * IPI_STOP_HARD maps to a NMI and the trap handler needs a bit
1196          * of help in order to understand what is the source.
1197          * Set the mask of receiving CPUs for this purpose.
1198          */
1199         if (ipi == IPI_STOP_HARD)
1200                 CPU_SET_ATOMIC(cpu, &ipi_nmi_pending);
1201
1202         CTR3(KTR_SMP, "%s: cpu: %d ipi: %x", __func__, cpu, ipi);
1203         ipi_send_cpu(cpu, ipi);
1204 }
1205
1206 /*
1207  * send an IPI to all CPUs EXCEPT myself
1208  */
1209 void
1210 ipi_all_but_self(u_int ipi)
1211 {
1212         cpuset_t other_cpus;
1213
1214         /*
1215          * IPI_STOP_HARD maps to a NMI and the trap handler needs a bit
1216          * of help in order to understand what is the source.
1217          * Set the mask of receiving CPUs for this purpose.
1218          */
1219         other_cpus = all_cpus;
1220         CPU_CLR(PCPU_GET(cpuid), &other_cpus);
1221         if (ipi == IPI_STOP_HARD)
1222                 CPU_OR_ATOMIC(&ipi_nmi_pending, &other_cpus);
1223
1224         CTR2(KTR_SMP, "%s: ipi: %x", __func__, ipi);
1225         ipi_selected(other_cpus, ipi);
1226 }
1227
1228 int
1229 ipi_nmi_handler()
1230 {
1231         u_int cpuid;
1232
1233         /*
1234          * As long as there is not a simple way to know about a NMI's
1235          * source, if the bitmask for the current CPU is present in
1236          * the global pending bitword an IPI_STOP_HARD has been issued
1237          * and should be handled.
1238          */
1239         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
1240         if (!CPU_ISSET(cpuid, &ipi_nmi_pending))
1241                 return (1);
1242
1243         CPU_CLR_ATOMIC(cpuid, &ipi_nmi_pending);
1244         cpustop_handler();
1245         return (0);
1246 }
1247
1248 /*
1249  * Handle an IPI_STOP by saving our current context and spinning until we
1250  * are resumed.
1251  */
1252 void
1253 cpustop_handler(void)
1254 {
1255         int cpu;
1256
1257         cpu = PCPU_GET(cpuid);
1258
1259         savectx(&stoppcbs[cpu]);
1260
1261         /* Indicate that we are stopped */
1262         CPU_SET_ATOMIC(cpu, &stopped_cpus);
1263
1264         /* Wait for restart */
1265         while (!CPU_ISSET(cpu, &started_cpus))
1266             ia32_pause();
1267
1268         CPU_CLR_ATOMIC(cpu, &started_cpus);
1269         CPU_CLR_ATOMIC(cpu, &stopped_cpus);
1270
1271         if (cpu == 0 && cpustop_restartfunc != NULL) {
1272                 cpustop_restartfunc();
1273                 cpustop_restartfunc = NULL;
1274         }
1275 }
1276
1277 /*
1278  * Handlers for TLB related IPIs
1279  *
1280  * On i386 Xen PV this are no-ops since this port doesn't support SMP.
1281  */
1282 void
1283 invltlb_handler(void)
1284 {
1285 }
1286
1287 void
1288 invlpg_handler(void)
1289 {
1290 }
1291
1292 void
1293 invlrng_handler(void)
1294 {
1295 }
1296
1297 void
1298 invlcache_handler(void)
1299 {
1300 }
1301
1302 /*
1303  * This is called once the rest of the system is up and running and we're
1304  * ready to let the AP's out of the pen.
1305  */
1306 static void
1307 release_aps(void *dummy __unused)
1308 {
1309
1310         if (mp_ncpus == 1) 
1311                 return;
1312         atomic_store_rel_int(&aps_ready, 1);
1313         while (smp_started == 0)
1314                 ia32_pause();
1315 }
1316 SYSINIT(start_aps, SI_SUB_SMP, SI_ORDER_FIRST, release_aps, NULL);
1317 SYSINIT(start_ipis, SI_SUB_SMP, SI_ORDER_ANY, xen_smp_intr_init_cpus, NULL);
1318 SYSINIT(start_cpu, SI_SUB_INTR, SI_ORDER_ANY, xen_smp_intr_setup_cpus, NULL);