sys/x86/x86/mp_x86.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1996, by Steve Passe
   3  * Copyright (c) 2003, by Peter Wemm
   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 #ifdef __i386__
  31 #include "opt_apic.h"
  32 #endif
  33 #include "opt_cpu.h"
  34 #include "opt_kstack_pages.h"
  35 #include "opt_pmap.h"
  36 #include "opt_sched.h"
  37 #include "opt_smp.h"
  38
  39 #include <sys/param.h>
  40 #include <sys/systm.h>
  41 #include <sys/bus.h>
  42 #include <sys/cons.h>   /* cngetc() */
  43 #include <sys/cpuset.h>
  44 #ifdef GPROF
  45 #include <sys/gmon.h>
  46 #endif
  47 #include <sys/kernel.h>
  48 #include <sys/ktr.h>
  49 #include <sys/lock.h>
  50 #include <sys/malloc.h>
  51 #include <sys/memrange.h>
  52 #include <sys/mutex.h>
  53 #include <sys/pcpu.h>
  54 #include <sys/proc.h>
  55 #include <sys/sched.h>
  56 #include <sys/smp.h>
  57 #include <sys/sysctl.h>
  58
  59 #include <vm/vm.h>
  60 #include <vm/vm_param.h>
  61 #include <vm/pmap.h>
  62 #include <vm/vm_kern.h>
  63 #include <vm/vm_extern.h>
  64
  65 #include <x86/apicreg.h>
  66 #include <machine/clock.h>
  67 #include <machine/cputypes.h>
  68 #include <x86/mca.h>
  69 #include <machine/md_var.h>
  70 #include <machine/pcb.h>
  71 #include <machine/psl.h>
  72 #include <machine/smp.h>
  73 #include <machine/specialreg.h>
  74 #include <machine/cpu.h>
  75
  76 #define WARMBOOT_TARGET         0
  77 #define WARMBOOT_OFF            (KERNBASE + 0x0467)
  78 #define WARMBOOT_SEG            (KERNBASE + 0x0469)
  79
  80 #define CMOS_REG                (0x70)
  81 #define CMOS_DATA               (0x71)
  82 #define BIOS_RESET              (0x0f)
  83 #define BIOS_WARM               (0x0a)
  84
  85 /* lock region used by kernel profiling */
  86 int     mcount_lock;
  87
  88 int     mp_naps;                /* # of Applications processors */
  89 int     boot_cpu_id = -1;       /* designated BSP */
  90
  91 extern  struct pcpu __pcpu[];
  92
  93 /* AP uses this during bootstrap.  Do not staticize.  */
  94 char *bootSTK;
  95 int bootAP;
  96
  97 /* Free these after use */
  98 void *bootstacks[MAXCPU];
  99 void *dpcpu;
 100
 101 struct pcb stoppcbs[MAXCPU];
 102 struct susppcb **susppcbs;
 103
 104 #ifdef COUNT_IPIS
 105 /* Interrupt counts. */
 106 static u_long *ipi_preempt_counts[MAXCPU];
 107 static u_long *ipi_ast_counts[MAXCPU];
 108 u_long *ipi_invltlb_counts[MAXCPU];
 109 u_long *ipi_invlrng_counts[MAXCPU];
 110 u_long *ipi_invlpg_counts[MAXCPU];
 111 u_long *ipi_invlcache_counts[MAXCPU];
 112 u_long *ipi_rendezvous_counts[MAXCPU];
 113 static u_long *ipi_hardclock_counts[MAXCPU];
 114 #endif
 115
 116 /* Default cpu_ops implementation. */
 117 struct cpu_ops cpu_ops;
 118
 119 /*
 120  * Local data and functions.
 121  */
 122
 123 static volatile cpuset_t ipi_stop_nmi_pending;
 124
 125 /* used to hold the AP's until we are ready to release them */
 126 struct mtx ap_boot_mtx;
 127
 128 /* Set to 1 once we're ready to let the APs out of the pen. */
 129 volatile int aps_ready = 0;
 130
 131 /*
 132  * Store data from cpu_add() until later in the boot when we actually setup
 133  * the APs.
 134  */
 135 struct cpu_info cpu_info[MAX_APIC_ID + 1];
 136 int apic_cpuids[MAX_APIC_ID + 1];
 137 int cpu_apic_ids[MAXCPU];
 138
 139 /* Holds pending bitmap based IPIs per CPU */
 140 volatile u_int cpu_ipi_pending[MAXCPU];
 141
 142 static void     release_aps(void *dummy);
 143
 144 static int      hyperthreading_allowed = 1;
 145 SYSCTL_INT(_machdep, OID_AUTO, hyperthreading_allowed, CTLFLAG_RDTUN,
 146         &hyperthreading_allowed, 0, "Use Intel HTT logical CPUs");
 147
 148 static struct topo_node topo_root;
 149
 150 static int pkg_id_shift;
 151 static int core_id_shift;
 152 static int disabled_cpus;
 153
 154 struct cache_info {
 155         int     id_shift;
 156         int     present;
 157 } static caches[MAX_CACHE_LEVELS];
 158
 159 void
 160 mem_range_AP_init(void)
 161 {
 162
 163         if (mem_range_softc.mr_op && mem_range_softc.mr_op->initAP)
 164                 mem_range_softc.mr_op->initAP(&mem_range_softc);
 165 }
 166
 167 /*
 168  * Round up to the next power of two, if necessary, and then
 169  * take log2.
 170  * Returns -1 if argument is zero.
 171  */
 172 static __inline int
 173 mask_width(u_int x)
 174 {
 175
 176         return (fls(x << (1 - powerof2(x))) - 1);
 177 }
 178
 179 /*
 180  * Add a cache level to the cache topology description.
 181  */
 182 static int
 183 add_deterministic_cache(int type, int level, int share_count)
 184 {
 185
 186         if (type == 0)
 187                 return (0);
 188         if (type > 3) {
 189                 printf("unexpected cache type %d\n", type);
 190                 return (1);
 191         }
 192         if (type == 2) /* ignore instruction cache */
 193                 return (1);
 194         if (level == 0 || level > MAX_CACHE_LEVELS) {
 195                 printf("unexpected cache level %d\n", type);
 196                 return (1);
 197         }
 198
 199         if (caches[level - 1].present) {
 200                 printf("WARNING: multiple entries for L%u data cache\n", level);
 201                 printf("%u => %u\n", caches[level - 1].id_shift,
 202                     mask_width(share_count));
 203         }
 204         caches[level - 1].id_shift = mask_width(share_count);
 205         caches[level - 1].present = 1;
 206
 207         if (caches[level - 1].id_shift > pkg_id_shift) {
 208                 printf("WARNING: L%u data cache covers more "
 209                     "APIC IDs than a package\n", level);
 210                 printf("%u > %u\n", caches[level - 1].id_shift, pkg_id_shift);
 211                 caches[level - 1].id_shift = pkg_id_shift;
 212         }
 213         if (caches[level - 1].id_shift < core_id_shift) {
 214                 printf("WARNING: L%u data cache covers less "
 215                     "APIC IDs than a core\n", level);
 216                 printf("%u < %u\n", caches[level - 1].id_shift, core_id_shift);
 217                 caches[level - 1].id_shift = core_id_shift;
 218         }
 219
 220         return (1);
 221 }
 222
 223 /*
 224  * Determine topology of processing units and caches for AMD CPUs.
 225  * See:
 226  *  - AMD CPUID Specification (Publication # 25481)
 227  *  - BKDG For AMD Family 10h Processors (Publication # 31116), section 2.15
 228  *  - BKDG for AMD NPT Family 0Fh Processors (Publication # 32559)
 229  * XXX At the moment the code does not recognize grouping of AMD CMT threads,
 230  * if supported, into cores, so each thread is treated as being in its own
 231  * core.  In other words, each logical CPU is considered to be a core.
 232  */
 233 static void
 234 topo_probe_amd(void)
 235 {
 236         u_int p[4];
 237         int level;
 238         int share_count;
 239         int type;
 240         int i;
 241
 242         /* No multi-core capability. */
 243         if ((amd_feature2 & AMDID2_CMP) == 0)
 244                 return;
 245
 246         /* For families 10h and newer. */
 247         pkg_id_shift = (cpu_procinfo2 & AMDID_COREID_SIZE) >>
 248             AMDID_COREID_SIZE_SHIFT;
 249
 250         /* For 0Fh family. */
 251         if (pkg_id_shift == 0)
 252                 pkg_id_shift =
 253                     mask_width((cpu_procinfo2 & AMDID_CMP_CORES) + 1);
 254
 255         if ((amd_feature2 & AMDID2_TOPOLOGY) != 0) {
 256                 for (i = 0; ; i++) {
 257                         cpuid_count(0x8000001d, i, p);
 258                         type = p[0] & 0x1f;
 259                         level = (p[0] >> 5) & 0x7;
 260                         share_count = 1 + ((p[0] >> 14) & 0xfff);
 261
 262                         if (!add_deterministic_cache(type, level, share_count))
 263                                 break;
 264                 }
 265         } else {
 266                 if (cpu_exthigh >= 0x80000005) {
 267                         cpuid_count(0x80000005, 0, p);
 268                         if (((p[2] >> 24) & 0xff) != 0) {
 269                                 caches[0].id_shift = 0;
 270                                 caches[0].present = 1;
 271                         }
 272                 }
 273                 if (cpu_exthigh >= 0x80000006) {
 274                         cpuid_count(0x80000006, 0, p);
 275                         if (((p[2] >> 16) & 0xffff) != 0) {
 276                                 caches[1].id_shift = 0;
 277                                 caches[1].present = 1;
 278                         }
 279                         if (((p[3] >> 18) & 0x3fff) != 0) {
 280
 281                                 /*
 282                                  * TODO: Account for dual-node processors
 283                                  * where each node within a package has its own
 284                                  * L3 cache.
 285                                  */
 286                                 caches[2].id_shift = pkg_id_shift;
 287                                 caches[2].present = 1;
 288                         }
 289                 }
 290         }
 291 }
 292
 293 /*
 294  * Determine topology of processing units for Intel CPUs
 295  * using CPUID Leaf 1 and Leaf 4, if supported.
 296  * See:
 297  *  - Intel 64 Architecture Processor Topology Enumeration
 298  *  - Intel 64 and IA-32 ArchitecturesSoftware Developer’s Manual,
 299  *    Volume 3A: System Programming Guide, PROGRAMMING CONSIDERATIONS
 300  *    FOR HARDWARE MULTI-THREADING CAPABLE PROCESSORS
 301  */
 302 static void
 303 topo_probe_intel_0x4(void)
 304 {
 305         u_int p[4];
 306         int max_cores;
 307         int max_logical;
 308
 309         /* Both zero and one here mean one logical processor per package. */
 310         max_logical = (cpu_feature & CPUID_HTT) != 0 ?
 311             (cpu_procinfo & CPUID_HTT_CORES) >> 16 : 1;
 312         if (max_logical <= 1)
 313                 return;
 314
 315         if (cpu_high >= 0x4) {
 316                 cpuid_count(0x04, 0, p);
 317                 max_cores = ((p[0] >> 26) & 0x3f) + 1;
 318         } else
 319                 max_cores = 1;
 320
 321         core_id_shift = mask_width(max_logical/max_cores);
 322         KASSERT(core_id_shift >= 0,
 323             ("intel topo: max_cores > max_logical\n"));
 324         pkg_id_shift = core_id_shift + mask_width(max_cores);
 325 }
 326
 327 /*
 328  * Determine topology of processing units for Intel CPUs
 329  * using CPUID Leaf 11, if supported.
 330  * See:
 331  *  - Intel 64 Architecture Processor Topology Enumeration
 332  *  - Intel 64 and IA-32 ArchitecturesSoftware Developer’s Manual,
 333  *    Volume 3A: System Programming Guide, PROGRAMMING CONSIDERATIONS
 334  *    FOR HARDWARE MULTI-THREADING CAPABLE PROCESSORS
 335  */
 336 static void
 337 topo_probe_intel_0xb(void)
 338 {
 339         u_int p[4];
 340         int bits;
 341         int type;
 342         int i;
 343
 344         /* Fall back if CPU leaf 11 doesn't really exist. */
 345         cpuid_count(0x0b, 0, p);
 346         if (p[1] == 0) {
 347                 topo_probe_intel_0x4();
 348                 return;
 349         }
 350
 351         /* We only support three levels for now. */
 352         for (i = 0; ; i++) {
 353                 cpuid_count(0x0b, i, p);
 354
 355                 bits = p[0] & 0x1f;
 356                 type = (p[2] >> 8) & 0xff;
 357
 358                 if (type == 0)
 359                         break;
 360
 361                 /* TODO: check for duplicate (re-)assignment */
 362                 if (type == CPUID_TYPE_SMT)
 363                         core_id_shift = bits;
 364                 else if (type == CPUID_TYPE_CORE)
 365                         pkg_id_shift = bits;
 366                 else
 367                         printf("unknown CPU level type %d\n", type);
 368         }
 369
 370         if (pkg_id_shift < core_id_shift) {
 371                 printf("WARNING: core covers more APIC IDs than a package\n");
 372                 core_id_shift = pkg_id_shift;
 373         }
 374 }
 375
 376 /*
 377  * Determine topology of caches for Intel CPUs.
 378  * See:
 379  *  - Intel 64 Architecture Processor Topology Enumeration
 380  *  - Intel 64 and IA-32 Architectures Software Developer’s Manual
 381  *    Volume 2A: Instruction Set Reference, A-M,
 382  *    CPUID instruction
 383  */
 384 static void
 385 topo_probe_intel_caches(void)
 386 {
 387         u_int p[4];
 388         int level;
 389         int share_count;
 390         int type;
 391         int i;
 392
 393         if (cpu_high < 0x4) {
 394                 /*
 395                  * Available cache level and sizes can be determined
 396                  * via CPUID leaf 2, but that requires a huge table of hardcoded
 397                  * values, so for now just assume L1 and L2 caches potentially
 398                  * shared only by HTT processing units, if HTT is present.
 399                  */
 400                 caches[0].id_shift = pkg_id_shift;
 401                 caches[0].present = 1;
 402                 caches[1].id_shift = pkg_id_shift;
 403                 caches[1].present = 1;
 404                 return;
 405         }
 406
 407         for (i = 0; ; i++) {
 408                 cpuid_count(0x4, i, p);
 409                 type = p[0] & 0x1f;
 410                 level = (p[0] >> 5) & 0x7;
 411                 share_count = 1 + ((p[0] >> 14) & 0xfff);
 412
 413                 if (!add_deterministic_cache(type, level, share_count))
 414                         break;
 415         }
 416 }
 417
 418 /*
 419  * Determine topology of processing units and caches for Intel CPUs.
 420  * See:
 421  *  - Intel 64 Architecture Processor Topology Enumeration
 422  */
 423 static void
 424 topo_probe_intel(void)
 425 {
 426
 427         /*
 428          * Note that 0x1 <= cpu_high < 4 case should be
 429          * compatible with topo_probe_intel_0x4() logic when
 430          * CPUID.1:EBX[23:16] > 0 (cpu_cores will be 1)
 431          * or it should trigger the fallback otherwise.
 432          */
 433         if (cpu_high >= 0xb)
 434                 topo_probe_intel_0xb();
 435         else if (cpu_high >= 0x1)
 436                 topo_probe_intel_0x4();
 437
 438         topo_probe_intel_caches();
 439 }
 440
 441 /*
 442  * Topology information is queried only on BSP, on which this
 443  * code runs and for which it can query CPUID information.
 444  * Then topology is extrapolated on all packages using an
 445  * assumption that APIC ID to hardware component ID mapping is
 446  * homogenious.
 447  * That doesn't necesserily imply that the topology is uniform.
 448  */
 449 void
 450 topo_probe(void)
 451 {
 452         static int cpu_topo_probed = 0;
 453         struct x86_topo_layer {
 454                 int type;
 455                 int subtype;
 456                 int id_shift;
 457         } topo_layers[MAX_CACHE_LEVELS + 3];
 458         struct topo_node *parent;
 459         struct topo_node *node;
 460         int layer;
 461         int nlayers;
 462         int node_id;
 463         int i;
 464
 465         if (cpu_topo_probed)
 466                 return;
 467
 468         CPU_ZERO(&logical_cpus_mask);
 469
 470         if (mp_ncpus <= 1)
 471                 ; /* nothing */
 472         else if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_AMD)
 473                 topo_probe_amd();
 474         else if (cpu_vendor_id == CPU_VENDOR_INTEL)
 475                 topo_probe_intel();
 476
 477         KASSERT(pkg_id_shift >= core_id_shift,
 478             ("bug in APIC topology discovery"));
 479
 480         nlayers = 0;
 481         bzero(topo_layers, sizeof(topo_layers));
 482
 483         topo_layers[nlayers].type = TOPO_TYPE_PKG;
 484         topo_layers[nlayers].id_shift = pkg_id_shift;
 485         if (bootverbose)
 486                 printf("Package ID shift: %u\n", topo_layers[nlayers].id_shift);
 487         nlayers++;
 488
 489         /*
 490          * Consider all caches to be within a package/chip
 491          * and "in front" of all sub-components like
 492          * cores and hardware threads.
 493          */
 494         for (i = MAX_CACHE_LEVELS - 1; i >= 0; --i) {
 495                 if (caches[i].present) {
 496                         KASSERT(caches[i].id_shift <= pkg_id_shift,
 497                                 ("bug in APIC topology discovery"));
 498                         KASSERT(caches[i].id_shift >= core_id_shift,
 499                                 ("bug in APIC topology discovery"));
 500
 501                         topo_layers[nlayers].type = TOPO_TYPE_CACHE;
 502                         topo_layers[nlayers].subtype = i + 1;
 503                         topo_layers[nlayers].id_shift = caches[i].id_shift;
 504                         if (bootverbose)
 505                                 printf("L%u cache ID shift: %u\n",
 506                                     topo_layers[nlayers].subtype,
 507                                     topo_layers[nlayers].id_shift);
 508                         nlayers++;
 509                 }
 510         }
 511
 512         if (pkg_id_shift > core_id_shift) {
 513                 topo_layers[nlayers].type = TOPO_TYPE_CORE;
 514                 topo_layers[nlayers].id_shift = core_id_shift;
 515                 if (bootverbose)
 516                         printf("Core ID shift: %u\n",
 517                             topo_layers[nlayers].id_shift);
 518                 nlayers++;
 519         }
 520
 521         topo_layers[nlayers].type = TOPO_TYPE_PU;
 522         topo_layers[nlayers].id_shift = 0;
 523         nlayers++;
 524
 525         topo_init_root(&topo_root);
 526         for (i = 0; i <= MAX_APIC_ID; ++i) {
 527                 if (!cpu_info[i].cpu_present)
 528                         continue;
 529
 530                 parent = &topo_root;
 531                 for (layer = 0; layer < nlayers; ++layer) {
 532                         node_id = i >> topo_layers[layer].id_shift;
 533                         parent = topo_add_node_by_hwid(parent, node_id,
 534                             topo_layers[layer].type,
 535                             topo_layers[layer].subtype);
 536                 }
 537         }
 538
 539         parent = &topo_root;
 540         for (layer = 0; layer < nlayers; ++layer) {
 541                 node_id = boot_cpu_id >> topo_layers[layer].id_shift;
 542                 node = topo_find_node_by_hwid(parent, node_id,
 543                     topo_layers[layer].type,
 544                     topo_layers[layer].subtype);
 545                 topo_promote_child(node);
 546                 parent = node;
 547         }
 548
 549         cpu_topo_probed = 1;
 550 }
 551
 552 /*
 553  * Assign logical CPU IDs to local APICs.
 554  */
 555 void
 556 assign_cpu_ids(void)
 557 {
 558         struct topo_node *node;
 559         u_int smt_mask;
 560
 561         smt_mask = (1u << core_id_shift) - 1;
 562
 563         /*
 564          * Assign CPU IDs to local APIC IDs and disable any CPUs
 565          * beyond MAXCPU.  CPU 0 is always assigned to the BSP.
 566          */
 567         mp_ncpus = 0;
 568         TOPO_FOREACH(node, &topo_root) {
 569                 if (node->type != TOPO_TYPE_PU)
 570                         continue;
 571
 572                 if ((node->hwid & smt_mask) != (boot_cpu_id & smt_mask))
 573                         cpu_info[node->hwid].cpu_hyperthread = 1;
 574
 575                 if (resource_disabled("lapic", node->hwid)) {
 576                         if (node->hwid != boot_cpu_id)
 577                                 cpu_info[node->hwid].cpu_disabled = 1;
 578                         else
 579                                 printf("Cannot disable BSP, APIC ID = %d\n",
 580                                     node->hwid);
 581                 }
 582
 583                 if (!hyperthreading_allowed &&
 584                     cpu_info[node->hwid].cpu_hyperthread)
 585                         cpu_info[node->hwid].cpu_disabled = 1;
 586
 587                 if (mp_ncpus >= MAXCPU)
 588                         cpu_info[node->hwid].cpu_disabled = 1;
 589
 590                 if (cpu_info[node->hwid].cpu_disabled) {
 591                         disabled_cpus++;
 592                         continue;
 593                 }
 594
 595                 cpu_apic_ids[mp_ncpus] = node->hwid;
 596                 apic_cpuids[node->hwid] = mp_ncpus;
 597                 topo_set_pu_id(node, mp_ncpus);
 598                 mp_ncpus++;
 599         }
 600
 601         KASSERT(mp_maxid >= mp_ncpus - 1,
 602             ("%s: counters out of sync: max %d, count %d", __func__, mp_maxid,
 603             mp_ncpus));
 604 }
 605
 606 /*
 607  * Print various information about the SMP system hardware and setup.
 608  */
 609 void
 610 cpu_mp_announce(void)
 611 {
 612         struct topo_node *node;
 613         const char *hyperthread;
 614         int pkg_count;
 615         int cores_per_pkg;
 616         int thrs_per_core;
 617
 618         printf("FreeBSD/SMP: ");
 619         if (topo_analyze(&topo_root, 1, &pkg_count,
 620             &cores_per_pkg, &thrs_per_core)) {
 621                 printf("%d package(s)", pkg_count);
 622                 if (cores_per_pkg > 0)
 623                         printf(" x %d core(s)", cores_per_pkg);
 624                 if (thrs_per_core > 1)
 625                     printf(" x %d hardware threads", thrs_per_core);
 626         } else {
 627                 printf("Non-uniform topology");
 628         }
 629         printf("\n");
 630
 631         if (disabled_cpus) {
 632                 printf("FreeBSD/SMP Online: ");
 633                 if (topo_analyze(&topo_root, 0, &pkg_count,
 634                     &cores_per_pkg, &thrs_per_core)) {
 635                         printf("%d package(s)", pkg_count);
 636                         if (cores_per_pkg > 0)
 637                                 printf(" x %d core(s)", cores_per_pkg);
 638                         if (thrs_per_core > 1)
 639                             printf(" x %d hardware threads", thrs_per_core);
 640                 } else {
 641                         printf("Non-uniform topology");
 642                 }
 643                 printf("\n");
 644         }
 645
 646         if (!bootverbose)
 647                 return;
 648
 649         TOPO_FOREACH(node, &topo_root) {
 650                 switch (node->type) {
 651                 case TOPO_TYPE_PKG:
 652                         printf("Package HW ID = %u (%#x)\n",
 653                             node->hwid, node->hwid);
 654                         break;
 655                 case TOPO_TYPE_CORE:
 656                         printf("\tCore HW ID = %u (%#x)\n",
 657                             node->hwid, node->hwid);
 658                         break;
 659                 case TOPO_TYPE_PU:
 660                         if (cpu_info[node->hwid].cpu_hyperthread)
 661                                 hyperthread = "/HT";
 662                         else
 663                                 hyperthread = "";
 664
 665                         if (node->subtype == 0)
 666                                 printf("\t\tCPU (AP%s): APIC ID: %u (%#x)"
 667                                     "(disabled)\n", hyperthread, node->hwid,
 668                                     node->hwid);
 669                         else if (node->id == 0)
 670                                 printf("\t\tCPU0 (BSP): APIC ID: %u (%#x)\n",
 671                                     node->hwid, node->hwid);
 672                         else
 673                                 printf("\t\tCPU%u (AP%s): APIC ID: %u (%#x)\n",
 674                                     node->id, hyperthread, node->hwid,
 675                                     node->hwid);
 676                         break;
 677                 default:
 678                         /* ignored */
 679                         break;
 680                 }
 681         }
 682 }
 683
 684 /*
 685  * Add a scheduling group, a group of logical processors sharing
 686  * a particular cache (and, thus having an affinity), to the scheduling
 687  * topology.
 688  * This function recursively works on lower level caches.
 689  */
 690 static void
 691 x86topo_add_sched_group(struct topo_node *root, struct cpu_group *cg_root)
 692 {
 693         struct topo_node *node;
 694         int nchildren;
 695         int ncores;
 696         int i;
 697
 698         KASSERT(root->type == TOPO_TYPE_SYSTEM || root->type == TOPO_TYPE_CACHE,
 699             ("x86topo_add_sched_group: bad type: %u", root->type));
 700         CPU_COPY(&root->cpuset, &cg_root->cg_mask);
 701         cg_root->cg_count = root->cpu_count;
 702         if (root->type == TOPO_TYPE_SYSTEM)
 703                 cg_root->cg_level = CG_SHARE_NONE;
 704         else
 705                 cg_root->cg_level = root->subtype;
 706
 707         /*
 708          * Check how many core nodes we have under the given root node.
 709          * If we have multiple logical processors, but not multiple
 710          * cores, then those processors must be hardware threads.
 711          */
 712         ncores = 0;
 713         node = root;
 714         while (node != NULL) {
 715                 if (node->type != TOPO_TYPE_CORE) {
 716                         node = topo_next_node(root, node);
 717                         continue;
 718                 }
 719
 720                 ncores++;
 721                 node = topo_next_nonchild_node(root, node);
 722         }
 723
 724         if (cg_root->cg_level != CG_SHARE_NONE &&
 725             root->cpu_count > 1 && ncores < 2)
 726                 cg_root->cg_flags = CG_FLAG_SMT;
 727
 728         /*
 729          * Find out how many cache nodes we have under the given root node.
 730          * We ignore cache nodes that cover all the same processors as the
 731          * root node.  Also, we do not descend below found cache nodes.
 732          * That is, we count top-level "non-redundant" caches under the root
 733          * node.
 734          */
 735         nchildren = 0;
 736         node = root;
 737         while (node != NULL) {
 738                 if (node->type != TOPO_TYPE_CACHE ||
 739                     (root->type != TOPO_TYPE_SYSTEM &&
 740                     CPU_CMP(&node->cpuset, &root->cpuset) == 0)) {
 741                         node = topo_next_node(root, node);
 742                         continue;
 743                 }
 744                 nchildren++;
 745                 node = topo_next_nonchild_node(root, node);
 746         }
 747
 748         cg_root->cg_child = smp_topo_alloc(nchildren);
 749         cg_root->cg_children = nchildren;
 750
 751         /*
 752          * Now find again the same cache nodes as above and recursively
 753          * build scheduling topologies for them.
 754          */
 755         node = root;
 756         i = 0;
 757         while (node != NULL) {
 758                 if (node->type != TOPO_TYPE_CACHE ||
 759                     (root->type != TOPO_TYPE_SYSTEM &&
 760                     CPU_CMP(&node->cpuset, &root->cpuset) == 0)) {
 761                         node = topo_next_node(root, node);
 762                         continue;
 763                 }
 764                 cg_root->cg_child[i].cg_parent = cg_root;
 765                 x86topo_add_sched_group(node, &cg_root->cg_child[i]);
 766                 i++;
 767                 node = topo_next_nonchild_node(root, node);
 768         }
 769 }
 770
 771 /*
 772  * Build the MI scheduling topology from the discovered hardware topology.
 773  */
 774 struct cpu_group *
 775 cpu_topo(void)
 776 {
 777         struct cpu_group *cg_root;
 778
 779         if (mp_ncpus <= 1)
 780                 return (smp_topo_none());
 781
 782         cg_root = smp_topo_alloc(1);
 783         x86topo_add_sched_group(&topo_root, cg_root);
 784         return (cg_root);
 785 }
 786
 787
 788 /*
 789  * Add a logical CPU to the topology.
 790  */
 791 void
 792 cpu_add(u_int apic_id, char boot_cpu)
 793 {
 794
 795         if (apic_id > MAX_APIC_ID) {
 796                 panic("SMP: APIC ID %d too high", apic_id);
 797                 return;
 798         }
 799         KASSERT(cpu_info[apic_id].cpu_present == 0, ("CPU %d added twice",
 800             apic_id));
 801         cpu_info[apic_id].cpu_present = 1;
 802         if (boot_cpu) {
 803                 KASSERT(boot_cpu_id == -1,
 804                     ("CPU %d claims to be BSP, but CPU %d already is", apic_id,
 805                     boot_cpu_id));
 806                 boot_cpu_id = apic_id;
 807                 cpu_info[apic_id].cpu_bsp = 1;
 808         }
 809         if (mp_ncpus < MAXCPU) {
 810                 mp_ncpus++;
 811                 mp_maxid = mp_ncpus - 1;
 812         }
 813         if (bootverbose)
 814                 printf("SMP: Added CPU %d (%s)\n", apic_id, boot_cpu ? "BSP" :
 815                     "AP");
 816 }
 817
 818 void
 819 cpu_mp_setmaxid(void)
 820 {
 821
 822         /*
 823          * mp_ncpus and mp_maxid should be already set by calls to cpu_add().
 824          * If there were no calls to cpu_add() assume this is a UP system.
 825          */
 826         if (mp_ncpus == 0)
 827                 mp_ncpus = 1;
 828 }
 829
 830 int
 831 cpu_mp_probe(void)
 832 {
 833
 834         /*
 835          * Always record BSP in CPU map so that the mbuf init code works
 836          * correctly.
 837          */
 838         CPU_SETOF(0, &all_cpus);
 839         return (mp_ncpus > 1);
 840 }
 841
 842 /*
 843  * AP CPU's call this to initialize themselves.
 844  */
 845 void
 846 init_secondary_tail(void)
 847 {
 848         u_int cpuid;
 849
 850         /*
 851          * On real hardware, switch to x2apic mode if possible.  Do it
 852          * after aps_ready was signalled, to avoid manipulating the
 853          * mode while BSP might still want to send some IPI to us
 854          * (second startup IPI is ignored on modern hardware etc).
 855          */
 856         lapic_xapic_mode();
 857
 858         /* Initialize the PAT MSR. */
 859         pmap_init_pat();
 860
 861         /* set up CPU registers and state */
 862         cpu_setregs();
 863
 864         /* set up SSE/NX */
 865         initializecpu();
 866
 867         /* set up FPU state on the AP */
 868 #ifdef __amd64__
 869         fpuinit();
 870 #else
 871         npxinit(false);
 872 #endif
 873
 874         if (cpu_ops.cpu_init)
 875                 cpu_ops.cpu_init();
 876
 877         /* A quick check from sanity claus */
 878         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
 879         if (PCPU_GET(apic_id) != lapic_id()) {
 880                 printf("SMP: cpuid = %d\n", cpuid);
 881                 printf("SMP: actual apic_id = %d\n", lapic_id());
 882                 printf("SMP: correct apic_id = %d\n", PCPU_GET(apic_id));
 883                 panic("cpuid mismatch! boom!!");
 884         }
 885
 886         /* Initialize curthread. */
 887         KASSERT(PCPU_GET(idlethread) != NULL, ("no idle thread"));
 888         PCPU_SET(curthread, PCPU_GET(idlethread));
 889
 890         mca_init();
 891
 892         mtx_lock_spin(&ap_boot_mtx);
 893
 894         /* Init local apic for irq's */
 895         lapic_setup(1);
 896
 897         /* Set memory range attributes for this CPU to match the BSP */
 898         mem_range_AP_init();
 899
 900         smp_cpus++;
 901
 902         CTR1(KTR_SMP, "SMP: AP CPU #%d Launched", cpuid);
 903         printf("SMP: AP CPU #%d Launched!\n", cpuid);
 904
 905         /* Determine if we are a logical CPU. */
 906         if (cpu_info[PCPU_GET(apic_id)].cpu_hyperthread)
 907                 CPU_SET(cpuid, &logical_cpus_mask);
 908
 909         if (bootverbose)
 910                 lapic_dump("AP");
 911
 912         if (smp_cpus == mp_ncpus) {
 913                 /* enable IPI's, tlb shootdown, freezes etc */
 914                 atomic_store_rel_int(&smp_started, 1);
 915         }
 916
 917 #ifdef __amd64__
 918         /*
 919          * Enable global pages TLB extension
 920          * This also implicitly flushes the TLB
 921          */
 922         load_cr4(rcr4() | CR4_PGE);
 923         if (pmap_pcid_enabled)
 924                 load_cr4(rcr4() | CR4_PCIDE);
 925         load_ds(_udatasel);
 926         load_es(_udatasel);
 927         load_fs(_ufssel);
 928 #endif
 929
 930         mtx_unlock_spin(&ap_boot_mtx);
 931
 932         /* Wait until all the AP's are up. */
 933         while (atomic_load_acq_int(&smp_started) == 0)
 934                 ia32_pause();
 935
 936         /* Start per-CPU event timers. */
 937         cpu_initclocks_ap();
 938
 939         sched_throw(NULL);
 940
 941         panic("scheduler returned us to %s", __func__);
 942         /* NOTREACHED */
 943 }
 944
 945 /*******************************************************************
 946  * local functions and data
 947  */
 948
 949 /*
 950  * We tell the I/O APIC code about all the CPUs we want to receive
 951  * interrupts.  If we don't want certain CPUs to receive IRQs we
 952  * can simply not tell the I/O APIC code about them in this function.
 953  * We also do not tell it about the BSP since it tells itself about
 954  * the BSP internally to work with UP kernels and on UP machines.
 955  */
 956 void
 957 set_interrupt_apic_ids(void)
 958 {
 959         u_int i, apic_id;
 960
 961         for (i = 0; i < MAXCPU; i++) {
 962                 apic_id = cpu_apic_ids[i];
 963                 if (apic_id == -1)
 964                         continue;
 965                 if (cpu_info[apic_id].cpu_bsp)
 966                         continue;
 967                 if (cpu_info[apic_id].cpu_disabled)
 968                         continue;
 969
 970                 /* Don't let hyperthreads service interrupts. */
 971                 if (cpu_info[apic_id].cpu_hyperthread)
 972                         continue;
 973
 974                 intr_add_cpu(i);
 975         }
 976 }
 977
 978
 979 #ifdef COUNT_XINVLTLB_HITS
 980 u_int xhits_gbl[MAXCPU];
 981 u_int xhits_pg[MAXCPU];
 982 u_int xhits_rng[MAXCPU];
 983 static SYSCTL_NODE(_debug, OID_AUTO, xhits, CTLFLAG_RW, 0, "");
 984 SYSCTL_OPAQUE(_debug_xhits, OID_AUTO, global, CTLFLAG_RW, &xhits_gbl,
 985     sizeof(xhits_gbl), "IU", "");
 986 SYSCTL_OPAQUE(_debug_xhits, OID_AUTO, page, CTLFLAG_RW, &xhits_pg,
 987     sizeof(xhits_pg), "IU", "");
 988 SYSCTL_OPAQUE(_debug_xhits, OID_AUTO, range, CTLFLAG_RW, &xhits_rng,
 989     sizeof(xhits_rng), "IU", "");
 990
 991 u_int ipi_global;
 992 u_int ipi_page;
 993 u_int ipi_range;
 994 u_int ipi_range_size;
 995 SYSCTL_INT(_debug_xhits, OID_AUTO, ipi_global, CTLFLAG_RW, &ipi_global, 0, "");
 996 SYSCTL_INT(_debug_xhits, OID_AUTO, ipi_page, CTLFLAG_RW, &ipi_page, 0, "");
 997 SYSCTL_INT(_debug_xhits, OID_AUTO, ipi_range, CTLFLAG_RW, &ipi_range, 0, "");
 998 SYSCTL_INT(_debug_xhits, OID_AUTO, ipi_range_size, CTLFLAG_RW, &ipi_range_size,
 999     0, "");
1000 #endif /* COUNT_XINVLTLB_HITS */
1001
1002 /*
1003  * Init and startup IPI.
1004  */
1005 void
1006 ipi_startup(int apic_id, int vector)
1007 {
1008
1009         /*
1010          * This attempts to follow the algorithm described in the
1011          * Intel Multiprocessor Specification v1.4 in section B.4.
1012          * For each IPI, we allow the local APIC ~20us to deliver the
1013          * IPI.  If that times out, we panic.
1014          */
1015
1016         /*
1017          * first we do an INIT IPI: this INIT IPI might be run, resetting
1018          * and running the target CPU. OR this INIT IPI might be latched (P5
1019          * bug), CPU waiting for STARTUP IPI. OR this INIT IPI might be
1020          * ignored.
1021          */
1022         lapic_ipi_raw(APIC_DEST_DESTFLD | APIC_TRIGMOD_LEVEL |
1023             APIC_LEVEL_ASSERT | APIC_DESTMODE_PHY | APIC_DELMODE_INIT, apic_id);
1024         lapic_ipi_wait(100);
1025
1026         /* Explicitly deassert the INIT IPI. */
1027         lapic_ipi_raw(APIC_DEST_DESTFLD | APIC_TRIGMOD_LEVEL |
1028             APIC_LEVEL_DEASSERT | APIC_DESTMODE_PHY | APIC_DELMODE_INIT,
1029             apic_id);
1030
1031         DELAY(10000);           /* wait ~10mS */
1032
1033         /*
1034          * next we do a STARTUP IPI: the previous INIT IPI might still be
1035          * latched, (P5 bug) this 1st STARTUP would then terminate
1036          * immediately, and the previously started INIT IPI would continue. OR
1037          * the previous INIT IPI has already run. and this STARTUP IPI will
1038          * run. OR the previous INIT IPI was ignored. and this STARTUP IPI
1039          * will run.
1040          */
1041         lapic_ipi_raw(APIC_DEST_DESTFLD | APIC_TRIGMOD_EDGE |
1042             APIC_LEVEL_ASSERT | APIC_DESTMODE_PHY | APIC_DELMODE_STARTUP |
1043             vector, apic_id);
1044         if (!lapic_ipi_wait(100))
1045                 panic("Failed to deliver first STARTUP IPI to APIC %d",
1046                     apic_id);
1047         DELAY(200);             /* wait ~200uS */
1048
1049         /*
1050          * finally we do a 2nd STARTUP IPI: this 2nd STARTUP IPI should run IF
1051          * the previous STARTUP IPI was cancelled by a latched INIT IPI. OR
1052          * this STARTUP IPI will be ignored, as only ONE STARTUP IPI is
1053          * recognized after hardware RESET or INIT IPI.
1054          */
1055         lapic_ipi_raw(APIC_DEST_DESTFLD | APIC_TRIGMOD_EDGE |
1056             APIC_LEVEL_ASSERT | APIC_DESTMODE_PHY | APIC_DELMODE_STARTUP |
1057             vector, apic_id);
1058         if (!lapic_ipi_wait(100))
1059                 panic("Failed to deliver second STARTUP IPI to APIC %d",
1060                     apic_id);
1061
1062         DELAY(200);             /* wait ~200uS */
1063 }
1064
1065 /*
1066  * Send an IPI to specified CPU handling the bitmap logic.
1067  */
1068 void
1069 ipi_send_cpu(int cpu, u_int ipi)
1070 {
1071         u_int bitmap, old_pending, new_pending;
1072
1073         KASSERT(cpu_apic_ids[cpu] != -1, ("IPI to non-existent CPU %d", cpu));
1074
1075         if (IPI_IS_BITMAPED(ipi)) {
1076                 bitmap = 1 << ipi;
1077                 ipi = IPI_BITMAP_VECTOR;
1078                 do {
1079                         old_pending = cpu_ipi_pending[cpu];
1080                         new_pending = old_pending | bitmap;
1081                 } while  (!atomic_cmpset_int(&cpu_ipi_pending[cpu],
1082                     old_pending, new_pending));
1083                 if (old_pending)
1084                         return;
1085         }
1086         lapic_ipi_vectored(ipi, cpu_apic_ids[cpu]);
1087 }
1088
1089 void
1090 ipi_bitmap_handler(struct trapframe frame)
1091 {
1092         struct trapframe *oldframe;
1093         struct thread *td;
1094         int cpu = PCPU_GET(cpuid);
1095         u_int ipi_bitmap;
1096
1097         critical_enter();
1098         td = curthread;
1099         td->td_intr_nesting_level++;
1100         oldframe = td->td_intr_frame;
1101         td->td_intr_frame = &frame;
1102         ipi_bitmap = atomic_readandclear_int(&cpu_ipi_pending[cpu]);
1103         if (ipi_bitmap & (1 << IPI_PREEMPT)) {
1104 #ifdef COUNT_IPIS
1105                 (*ipi_preempt_counts[cpu])++;
1106 #endif
1107                 sched_preempt(td);
1108         }
1109         if (ipi_bitmap & (1 << IPI_AST)) {
1110 #ifdef COUNT_IPIS
1111                 (*ipi_ast_counts[cpu])++;
1112 #endif
1113                 /* Nothing to do for AST */
1114         }
1115         if (ipi_bitmap & (1 << IPI_HARDCLOCK)) {
1116 #ifdef COUNT_IPIS
1117                 (*ipi_hardclock_counts[cpu])++;
1118 #endif
1119                 hardclockintr();
1120         }
1121         td->td_intr_frame = oldframe;
1122         td->td_intr_nesting_level--;
1123         critical_exit();
1124 }
1125
1126 /*
1127  * send an IPI to a set of cpus.
1128  */
1129 void
1130 ipi_selected(cpuset_t cpus, u_int ipi)
1131 {
1132         int cpu;
1133
1134         /*
1135          * IPI_STOP_HARD maps to a NMI and the trap handler needs a bit
1136          * of help in order to understand what is the source.
1137          * Set the mask of receiving CPUs for this purpose.
1138          */
1139         if (ipi == IPI_STOP_HARD)
1140                 CPU_OR_ATOMIC(&ipi_stop_nmi_pending, &cpus);
1141
1142         while ((cpu = CPU_FFS(&cpus)) != 0) {
1143                 cpu--;
1144                 CPU_CLR(cpu, &cpus);
1145                 CTR3(KTR_SMP, "%s: cpu: %d ipi: %x", __func__, cpu, ipi);
1146                 ipi_send_cpu(cpu, ipi);
1147         }
1148 }
1149
1150 /*
1151  * send an IPI to a specific CPU.
1152  */
1153 void
1154 ipi_cpu(int cpu, u_int ipi)
1155 {
1156
1157         /*
1158          * IPI_STOP_HARD maps to a NMI and the trap handler needs a bit
1159          * of help in order to understand what is the source.
1160          * Set the mask of receiving CPUs for this purpose.
1161          */
1162         if (ipi == IPI_STOP_HARD)
1163                 CPU_SET_ATOMIC(cpu, &ipi_stop_nmi_pending);
1164
1165         CTR3(KTR_SMP, "%s: cpu: %d ipi: %x", __func__, cpu, ipi);
1166         ipi_send_cpu(cpu, ipi);
1167 }
1168
1169 /*
1170  * send an IPI to all CPUs EXCEPT myself
1171  */
1172 void
1173 ipi_all_but_self(u_int ipi)
1174 {
1175         cpuset_t other_cpus;
1176
1177         other_cpus = all_cpus;
1178         CPU_CLR(PCPU_GET(cpuid), &other_cpus);
1179         if (IPI_IS_BITMAPED(ipi)) {
1180                 ipi_selected(other_cpus, ipi);
1181                 return;
1182         }
1183
1184         /*
1185          * IPI_STOP_HARD maps to a NMI and the trap handler needs a bit
1186          * of help in order to understand what is the source.
1187          * Set the mask of receiving CPUs for this purpose.
1188          */
1189         if (ipi == IPI_STOP_HARD)
1190                 CPU_OR_ATOMIC(&ipi_stop_nmi_pending, &other_cpus);
1191
1192         CTR2(KTR_SMP, "%s: ipi: %x", __func__, ipi);
1193         lapic_ipi_vectored(ipi, APIC_IPI_DEST_OTHERS);
1194 }
1195
1196 int
1197 ipi_nmi_handler(void)
1198 {
1199         u_int cpuid;
1200
1201         /*
1202          * As long as there is not a simple way to know about a NMI's
1203          * source, if the bitmask for the current CPU is present in
1204          * the global pending bitword an IPI_STOP_HARD has been issued
1205          * and should be handled.
1206          */
1207         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
1208         if (!CPU_ISSET(cpuid, &ipi_stop_nmi_pending))
1209                 return (1);
1210
1211         CPU_CLR_ATOMIC(cpuid, &ipi_stop_nmi_pending);
1212         cpustop_handler();
1213         return (0);
1214 }
1215
1216 /*
1217  * Handle an IPI_STOP by saving our current context and spinning until we
1218  * are resumed.
1219  */
1220 void
1221 cpustop_handler(void)
1222 {
1223         u_int cpu;
1224
1225         cpu = PCPU_GET(cpuid);
1226
1227         savectx(&stoppcbs[cpu]);
1228
1229         /* Indicate that we are stopped */
1230         CPU_SET_ATOMIC(cpu, &stopped_cpus);
1231
1232         /* Wait for restart */
1233         while (!CPU_ISSET(cpu, &started_cpus))
1234             ia32_pause();
1235
1236         CPU_CLR_ATOMIC(cpu, &started_cpus);
1237         CPU_CLR_ATOMIC(cpu, &stopped_cpus);
1238
1239 #if defined(__amd64__) && defined(DDB)
1240         amd64_db_resume_dbreg();
1241 #endif
1242
1243         if (cpu == 0 && cpustop_restartfunc != NULL) {
1244                 cpustop_restartfunc();
1245                 cpustop_restartfunc = NULL;
1246         }
1247 }
1248
1249 /*
1250  * Handle an IPI_SUSPEND by saving our current context and spinning until we
1251  * are resumed.
1252  */
1253 void
1254 cpususpend_handler(void)
1255 {
1256         u_int cpu;
1257
1258         mtx_assert(&smp_ipi_mtx, MA_NOTOWNED);
1259
1260         cpu = PCPU_GET(cpuid);
1261         if (savectx(&susppcbs[cpu]->sp_pcb)) {
1262 #ifdef __amd64__
1263                 fpususpend(susppcbs[cpu]->sp_fpususpend);
1264 #else
1265                 npxsuspend(susppcbs[cpu]->sp_fpususpend);
1266 #endif
1267                 wbinvd();
1268                 CPU_SET_ATOMIC(cpu, &suspended_cpus);
1269         } else {
1270 #ifdef __amd64__
1271                 fpuresume(susppcbs[cpu]->sp_fpususpend);
1272 #else
1273                 npxresume(susppcbs[cpu]->sp_fpususpend);
1274 #endif
1275                 pmap_init_pat();
1276                 initializecpu();
1277                 PCPU_SET(switchtime, 0);
1278                 PCPU_SET(switchticks, ticks);
1279
1280                 /* Indicate that we are resumed */
1281                 CPU_CLR_ATOMIC(cpu, &suspended_cpus);
1282         }
1283
1284         /* Wait for resume */
1285         while (!CPU_ISSET(cpu, &started_cpus))
1286                 ia32_pause();
1287
1288         if (cpu_ops.cpu_resume)
1289                 cpu_ops.cpu_resume();
1290 #ifdef __amd64__
1291         if (vmm_resume_p)
1292                 vmm_resume_p();
1293 #endif
1294
1295         /* Resume MCA and local APIC */
1296         lapic_xapic_mode();
1297         mca_resume();
1298         lapic_setup(0);
1299
1300         /* Indicate that we are resumed */
1301         CPU_CLR_ATOMIC(cpu, &suspended_cpus);
1302         CPU_CLR_ATOMIC(cpu, &started_cpus);
1303 }
1304
1305
1306 void
1307 invlcache_handler(void)
1308 {
1309 #ifdef COUNT_IPIS
1310         (*ipi_invlcache_counts[PCPU_GET(cpuid)])++;
1311 #endif /* COUNT_IPIS */
1312
1313         wbinvd();
1314         atomic_add_int(&smp_tlb_wait, 1);
1315 }
1316
1317 /*
1318  * This is called once the rest of the system is up and running and we're
1319  * ready to let the AP's out of the pen.
1320  */
1321 static void
1322 release_aps(void *dummy __unused)
1323 {
1324
1325         if (mp_ncpus == 1)
1326                 return;
1327         atomic_store_rel_int(&aps_ready, 1);
1328         while (smp_started == 0)
1329                 ia32_pause();
1330 }
1331 SYSINIT(start_aps, SI_SUB_SMP, SI_ORDER_FIRST, release_aps, NULL);
1332
1333 #ifdef COUNT_IPIS
1334 /*
1335  * Setup interrupt counters for IPI handlers.
1336  */
1337 static void
1338 mp_ipi_intrcnt(void *dummy)
1339 {
1340         char buf[64];
1341         int i;
1342
1343         CPU_FOREACH(i) {
1344                 snprintf(buf, sizeof(buf), "cpu%d:invltlb", i);
1345                 intrcnt_add(buf, &ipi_invltlb_counts[i]);
1346                 snprintf(buf, sizeof(buf), "cpu%d:invlrng", i);
1347                 intrcnt_add(buf, &ipi_invlrng_counts[i]);
1348                 snprintf(buf, sizeof(buf), "cpu%d:invlpg", i);
1349                 intrcnt_add(buf, &ipi_invlpg_counts[i]);
1350                 snprintf(buf, sizeof(buf), "cpu%d:invlcache", i);
1351                 intrcnt_add(buf, &ipi_invlcache_counts[i]);
1352                 snprintf(buf, sizeof(buf), "cpu%d:preempt", i);
1353                 intrcnt_add(buf, &ipi_preempt_counts[i]);
1354                 snprintf(buf, sizeof(buf), "cpu%d:ast", i);
1355                 intrcnt_add(buf, &ipi_ast_counts[i]);
1356                 snprintf(buf, sizeof(buf), "cpu%d:rendezvous", i);
1357                 intrcnt_add(buf, &ipi_rendezvous_counts[i]);
1358                 snprintf(buf, sizeof(buf), "cpu%d:hardclock", i);
1359                 intrcnt_add(buf, &ipi_hardclock_counts[i]);
1360         }
1361 }
1362 SYSINIT(mp_ipi_intrcnt, SI_SUB_INTR, SI_ORDER_MIDDLE, mp_ipi_intrcnt, NULL);
1363 #endif
1364
1365 /*
1366  * Flush the TLB on other CPU's
1367  */
1368
1369 /* Variables needed for SMP tlb shootdown. */
1370 static vm_offset_t smp_tlb_addr1, smp_tlb_addr2;
1371 pmap_t smp_tlb_pmap;
1372 volatile int smp_tlb_wait;
1373
1374 #ifdef __amd64__
1375 #define read_eflags() read_rflags()
1376 #endif
1377
1378 static void
1379 smp_targeted_tlb_shootdown(cpuset_t mask, u_int vector, pmap_t pmap,
1380     vm_offset_t addr1, vm_offset_t addr2)
1381 {
1382         int cpu, ncpu, othercpus;
1383
1384         othercpus = mp_ncpus - 1;       /* does not shootdown self */
1385
1386         /*
1387          * Check for other cpus.  Return if none.
1388          */
1389         if (CPU_ISFULLSET(&mask)) {
1390                 if (othercpus < 1)
1391                         return;
1392         } else {
1393                 CPU_CLR(PCPU_GET(cpuid), &mask);
1394                 if (CPU_EMPTY(&mask))
1395                         return;
1396         }
1397
1398         if (!(read_eflags() & PSL_I))
1399                 panic("%s: interrupts disabled", __func__);
1400         mtx_lock_spin(&smp_ipi_mtx);
1401         smp_tlb_addr1 = addr1;
1402         smp_tlb_addr2 = addr2;
1403         smp_tlb_pmap = pmap;
1404         smp_tlb_wait =  0;
1405         if (CPU_ISFULLSET(&mask)) {
1406                 ncpu = othercpus;
1407                 ipi_all_but_self(vector);
1408         } else {
1409                 ncpu = 0;
1410                 while ((cpu = CPU_FFS(&mask)) != 0) {
1411                         cpu--;
1412                         CPU_CLR(cpu, &mask);
1413                         CTR3(KTR_SMP, "%s: cpu: %d ipi: %x", __func__,
1414                             cpu, vector);
1415                         ipi_send_cpu(cpu, vector);
1416                         ncpu++;
1417                 }
1418         }
1419         while (smp_tlb_wait < ncpu)
1420                 ia32_pause();
1421         mtx_unlock_spin(&smp_ipi_mtx);
1422 }
1423
1424 void
1425 smp_masked_invltlb(cpuset_t mask, pmap_t pmap)
1426 {
1427
1428         if (smp_started) {
1429                 smp_targeted_tlb_shootdown(mask, IPI_INVLTLB, pmap, 0, 0);
1430 #ifdef COUNT_XINVLTLB_HITS
1431                 ipi_global++;
1432 #endif
1433         }
1434 }
1435
1436 void
1437 smp_masked_invlpg(cpuset_t mask, vm_offset_t addr)
1438 {
1439
1440         if (smp_started) {
1441                 smp_targeted_tlb_shootdown(mask, IPI_INVLPG, NULL, addr, 0);
1442 #ifdef COUNT_XINVLTLB_HITS
1443                 ipi_page++;
1444 #endif
1445         }
1446 }
1447
1448 void
1449 smp_masked_invlpg_range(cpuset_t mask, vm_offset_t addr1, vm_offset_t addr2)
1450 {
1451
1452         if (smp_started) {
1453                 smp_targeted_tlb_shootdown(mask, IPI_INVLRNG, NULL,
1454                     addr1, addr2);
1455 #ifdef COUNT_XINVLTLB_HITS
1456                 ipi_range++;
1457                 ipi_range_size += (addr2 - addr1) / PAGE_SIZE;
1458 #endif
1459         }
1460 }
1461
1462 void
1463 smp_cache_flush(void)
1464 {
1465
1466         if (smp_started) {
1467                 smp_targeted_tlb_shootdown(all_cpus, IPI_INVLCACHE, NULL,
1468                     0, 0);
1469         }
1470 }
1471
1472 /*
1473  * Handlers for TLB related IPIs
1474  */
1475 void
1476 invltlb_handler(void)
1477 {
1478 #ifdef COUNT_XINVLTLB_HITS
1479         xhits_gbl[PCPU_GET(cpuid)]++;
1480 #endif /* COUNT_XINVLTLB_HITS */
1481 #ifdef COUNT_IPIS
1482         (*ipi_invltlb_counts[PCPU_GET(cpuid)])++;
1483 #endif /* COUNT_IPIS */
1484
1485         if (smp_tlb_pmap == kernel_pmap)
1486                 invltlb_glob();
1487         else
1488                 invltlb();
1489         atomic_add_int(&smp_tlb_wait, 1);
1490 }
1491
1492 void
1493 invlpg_handler(void)
1494 {
1495 #ifdef COUNT_XINVLTLB_HITS
1496         xhits_pg[PCPU_GET(cpuid)]++;
1497 #endif /* COUNT_XINVLTLB_HITS */
1498 #ifdef COUNT_IPIS
1499         (*ipi_invlpg_counts[PCPU_GET(cpuid)])++;
1500 #endif /* COUNT_IPIS */
1501
1502         invlpg(smp_tlb_addr1);
1503         atomic_add_int(&smp_tlb_wait, 1);
1504 }
1505
1506 void
1507 invlrng_handler(void)
1508 {
1509         vm_offset_t addr;
1510
1511 #ifdef COUNT_XINVLTLB_HITS
1512         xhits_rng[PCPU_GET(cpuid)]++;
1513 #endif /* COUNT_XINVLTLB_HITS */
1514 #ifdef COUNT_IPIS
1515         (*ipi_invlrng_counts[PCPU_GET(cpuid)])++;
1516 #endif /* COUNT_IPIS */
1517
1518         addr = smp_tlb_addr1;
1519         do {
1520                 invlpg(addr);
1521                 addr += PAGE_SIZE;
1522         } while (addr < smp_tlb_addr2);
1523
1524         atomic_add_int(&smp_tlb_wait, 1);
1525 }