]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/releng/7.2.git/blob - sys/amd64/amd64/local_apic.c
Create releng/7.2 from stable/7 in preparation for 7.2-RELEASE.
[FreeBSD/releng/7.2.git] / sys / amd64 / amd64 / local_apic.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 2003 John Baldwin <jhb@FreeBSD.org>
3  * Copyright (c) 1996, by Steve Passe
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  * 3. Neither the name of the author nor the names of any co-contributors
14  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
15  *    without specific prior written permission.
16  *
17  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
18  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
19  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
20  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
21  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
22  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
23  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
24  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
25  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
26  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
27  * SUCH DAMAGE.
28  */
29
30 /*
31  * Local APIC support on Pentium and later processors.
32  */
33
34 #include <sys/cdefs.h>
35 __FBSDID("$FreeBSD$");
36
37 #include "opt_hwpmc_hooks.h"
38 #include "opt_kdtrace.h"
39
40 #include "opt_ddb.h"
41
42 #include <sys/param.h>
43 #include <sys/systm.h>
44 #include <sys/bus.h>
45 #include <sys/kernel.h>
46 #include <sys/lock.h>
47 #include <sys/mutex.h>
48 #include <sys/pcpu.h>
49 #include <sys/smp.h>
50
51 #include <vm/vm.h>
52 #include <vm/pmap.h>
53
54 #include <machine/apicreg.h>
55 #include <machine/cpu.h>
56 #include <machine/cputypes.h>
57 #include <machine/frame.h>
58 #include <machine/intr_machdep.h>
59 #include <machine/apicvar.h>
60 #include <machine/md_var.h>
61 #include <machine/smp.h>
62 #include <machine/specialreg.h>
63
64 #ifdef DDB
65 #include <sys/interrupt.h>
66 #include <ddb/ddb.h>
67 #endif
68
69 #ifdef KDTRACE_HOOKS
70 #include <sys/dtrace_bsd.h>
71 cyclic_clock_func_t     lapic_cyclic_clock_func[MAXCPU];
72 #endif
73
74 /* Sanity checks on IDT vectors. */
75 CTASSERT(APIC_IO_INTS + APIC_NUM_IOINTS == APIC_TIMER_INT);
76 CTASSERT(APIC_TIMER_INT < APIC_LOCAL_INTS);
77 CTASSERT(APIC_LOCAL_INTS == 240);
78 CTASSERT(IPI_STOP < APIC_SPURIOUS_INT);
79
80 /* Magic IRQ values for the timer and syscalls. */
81 #define IRQ_TIMER       (NUM_IO_INTS + 1)
82 #define IRQ_SYSCALL     (NUM_IO_INTS + 2)
83
84 /*
85  * Support for local APICs.  Local APICs manage interrupts on each
86  * individual processor as opposed to I/O APICs which receive interrupts
87  * from I/O devices and then forward them on to the local APICs.
88  *
89  * Local APICs can also send interrupts to each other thus providing the
90  * mechanism for IPIs.
91  */
92
93 struct lvt {
94         u_int lvt_edgetrigger:1;
95         u_int lvt_activehi:1;
96         u_int lvt_masked:1;
97         u_int lvt_active:1;
98         u_int lvt_mode:16;
99         u_int lvt_vector:8;
100 };
101
102 struct lapic {
103         struct lvt la_lvts[LVT_MAX + 1];
104         u_int la_id:8;
105         u_int la_cluster:4;
106         u_int la_cluster_id:2;
107         u_int la_present:1;
108         u_long *la_timer_count;
109         u_long la_hard_ticks;
110         u_long la_stat_ticks;
111         u_long la_prof_ticks;
112 } static lapics[MAX_APIC_ID + 1];
113
114 /* XXX: should thermal be an NMI? */
115
116 /* Global defaults for local APIC LVT entries. */
117 static struct lvt lvts[LVT_MAX + 1] = {
118         { 1, 1, 1, 1, APIC_LVT_DM_EXTINT, 0 },  /* LINT0: masked ExtINT */
119         { 1, 1, 0, 1, APIC_LVT_DM_NMI, 0 },     /* LINT1: NMI */
120         { 1, 1, 1, 1, APIC_LVT_DM_FIXED, APIC_TIMER_INT },      /* Timer */
121         { 1, 1, 1, 1, APIC_LVT_DM_FIXED, APIC_ERROR_INT },      /* Error */
122         { 1, 1, 0, 1, APIC_LVT_DM_NMI, 0 },     /* PMC */
123         { 1, 1, 1, 1, APIC_LVT_DM_FIXED, APIC_THERMAL_INT },    /* Thermal */
124 };
125
126 static inthand_t *ioint_handlers[] = {
127         NULL,                   /* 0 - 31 */
128         IDTVEC(apic_isr1),      /* 32 - 63 */
129         IDTVEC(apic_isr2),      /* 64 - 95 */
130         IDTVEC(apic_isr3),      /* 96 - 127 */
131         IDTVEC(apic_isr4),      /* 128 - 159 */
132         IDTVEC(apic_isr5),      /* 160 - 191 */
133         IDTVEC(apic_isr6),      /* 192 - 223 */
134         IDTVEC(apic_isr7),      /* 224 - 255 */
135 };
136
137 /* Include IDT_SYSCALL to make indexing easier. */
138 static u_int ioint_irqs[APIC_NUM_IOINTS + 1];
139
140 static u_int32_t lapic_timer_divisors[] = { 
141         APIC_TDCR_1, APIC_TDCR_2, APIC_TDCR_4, APIC_TDCR_8, APIC_TDCR_16,
142         APIC_TDCR_32, APIC_TDCR_64, APIC_TDCR_128
143 };
144
145 extern inthand_t IDTVEC(rsvd);
146
147 volatile lapic_t *lapic;
148 vm_paddr_t lapic_paddr;
149 static u_long lapic_timer_divisor, lapic_timer_period, lapic_timer_hz;
150
151 static void     lapic_enable(void);
152 static void     lapic_resume(struct pic *pic);
153 static void     lapic_timer_enable_intr(void);
154 static void     lapic_timer_oneshot(u_int count);
155 static void     lapic_timer_periodic(u_int count);
156 static void     lapic_timer_set_divisor(u_int divisor);
157 static uint32_t lvt_mode(struct lapic *la, u_int pin, uint32_t value);
158
159 struct pic lapic_pic = { .pic_resume = lapic_resume };
160
161 static uint32_t
162 lvt_mode(struct lapic *la, u_int pin, uint32_t value)
163 {
164         struct lvt *lvt;
165
166         KASSERT(pin <= LVT_MAX, ("%s: pin %u out of range", __func__, pin));
167         if (la->la_lvts[pin].lvt_active)
168                 lvt = &la->la_lvts[pin];
169         else
170                 lvt = &lvts[pin];
171
172         value &= ~(APIC_LVT_M | APIC_LVT_TM | APIC_LVT_IIPP | APIC_LVT_DM |
173             APIC_LVT_VECTOR);
174         if (lvt->lvt_edgetrigger == 0)
175                 value |= APIC_LVT_TM;
176         if (lvt->lvt_activehi == 0)
177                 value |= APIC_LVT_IIPP_INTALO;
178         if (lvt->lvt_masked)
179                 value |= APIC_LVT_M;
180         value |= lvt->lvt_mode;
181         switch (lvt->lvt_mode) {
182         case APIC_LVT_DM_NMI:
183         case APIC_LVT_DM_SMI:
184         case APIC_LVT_DM_INIT:
185         case APIC_LVT_DM_EXTINT:
186                 if (!lvt->lvt_edgetrigger) {
187                         printf("lapic%u: Forcing LINT%u to edge trigger\n",
188                             la->la_id, pin);
189                         value |= APIC_LVT_TM;
190                 }
191                 /* Use a vector of 0. */
192                 break;
193         case APIC_LVT_DM_FIXED:
194                 value |= lvt->lvt_vector;
195                 break;
196         default:
197                 panic("bad APIC LVT delivery mode: %#x\n", value);
198         }
199         return (value);
200 }
201
202 /*
203  * Map the local APIC and setup necessary interrupt vectors.
204  */
205 void
206 lapic_init(vm_paddr_t addr)
207 {
208
209         /* Map the local APIC and setup the spurious interrupt handler. */
210         KASSERT(trunc_page(addr) == addr,
211             ("local APIC not aligned on a page boundary"));
212         lapic = pmap_mapdev(addr, sizeof(lapic_t));
213         lapic_paddr = addr;
214         setidt(APIC_SPURIOUS_INT, IDTVEC(spuriousint), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
215
216         /* Perform basic initialization of the BSP's local APIC. */
217         lapic_enable();
218         ioint_irqs[IDT_SYSCALL - APIC_IO_INTS] = IRQ_SYSCALL;
219
220         /* Set BSP's per-CPU local APIC ID. */
221         PCPU_SET(apic_id, lapic_id());
222
223         /* Local APIC timer interrupt. */
224         setidt(APIC_TIMER_INT, IDTVEC(timerint), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
225         ioint_irqs[APIC_TIMER_INT - APIC_IO_INTS] = IRQ_TIMER;
226
227         /* XXX: error/thermal interrupts */
228 }
229
230 /*
231  * Create a local APIC instance.
232  */
233 void
234 lapic_create(u_int apic_id, int boot_cpu)
235 {
236         int i;
237
238         if (apic_id > MAX_APIC_ID) {
239                 printf("APIC: Ignoring local APIC with ID %d\n", apic_id);
240                 if (boot_cpu)
241                         panic("Can't ignore BSP");
242                 return;
243         }
244         KASSERT(!lapics[apic_id].la_present, ("duplicate local APIC %u",
245             apic_id));
246
247         /*
248          * Assume no local LVT overrides and a cluster of 0 and
249          * intra-cluster ID of 0.
250          */
251         lapics[apic_id].la_present = 1;
252         lapics[apic_id].la_id = apic_id;
253         for (i = 0; i < LVT_MAX; i++) {
254                 lapics[apic_id].la_lvts[i] = lvts[i];
255                 lapics[apic_id].la_lvts[i].lvt_active = 0;
256         }
257
258 #ifdef SMP
259         cpu_add(apic_id, boot_cpu);
260 #endif
261 }
262
263 /*
264  * Dump contents of local APIC registers
265  */
266 void
267 lapic_dump(const char* str)
268 {
269
270         printf("cpu%d %s:\n", PCPU_GET(cpuid), str);
271         printf("     ID: 0x%08x   VER: 0x%08x LDR: 0x%08x DFR: 0x%08x\n",
272             lapic->id, lapic->version, lapic->ldr, lapic->dfr);
273         printf("  lint0: 0x%08x lint1: 0x%08x TPR: 0x%08x SVR: 0x%08x\n",
274             lapic->lvt_lint0, lapic->lvt_lint1, lapic->tpr, lapic->svr);
275         printf("  timer: 0x%08x therm: 0x%08x err: 0x%08x pcm: 0x%08x\n",
276             lapic->lvt_timer, lapic->lvt_thermal, lapic->lvt_error,
277             lapic->lvt_pcint);
278 }
279
280 void
281 lapic_setup(int boot)
282 {
283         struct lapic *la;
284         u_int32_t maxlvt;
285         register_t eflags;
286         char buf[MAXCOMLEN + 1];
287
288         la = &lapics[lapic_id()];
289         KASSERT(la->la_present, ("missing APIC structure"));
290         eflags = intr_disable();
291         maxlvt = (lapic->version & APIC_VER_MAXLVT) >> MAXLVTSHIFT;
292
293         /* Initialize the TPR to allow all interrupts. */
294         lapic_set_tpr(0);
295
296         /* Setup spurious vector and enable the local APIC. */
297         lapic_enable();
298
299         /* Program LINT[01] LVT entries. */
300         lapic->lvt_lint0 = lvt_mode(la, LVT_LINT0, lapic->lvt_lint0);
301         lapic->lvt_lint1 = lvt_mode(la, LVT_LINT1, lapic->lvt_lint1);
302 #ifdef  HWPMC_HOOKS
303         /* Program the PMC LVT entry if present. */
304         if (maxlvt >= LVT_PMC)
305                 lapic->lvt_pcint = lvt_mode(la, LVT_PMC, lapic->lvt_pcint);
306 #endif
307
308         /* Program timer LVT and setup handler. */
309         lapic->lvt_timer = lvt_mode(la, LVT_TIMER, lapic->lvt_timer);
310         if (boot) {
311                 snprintf(buf, sizeof(buf), "cpu%d: timer", PCPU_GET(cpuid));
312                 intrcnt_add(buf, &la->la_timer_count);
313         }
314
315         /* We don't setup the timer during boot on the BSP until later. */
316         if (!(boot && PCPU_GET(cpuid) == 0)) {
317                 KASSERT(lapic_timer_period != 0, ("lapic%u: zero divisor",
318                     lapic_id()));
319                 lapic_timer_set_divisor(lapic_timer_divisor);
320                 lapic_timer_periodic(lapic_timer_period);
321                 lapic_timer_enable_intr();
322         }
323
324         /* XXX: Error and thermal LVTs */
325
326         if (strcmp(cpu_vendor, "AuthenticAMD") == 0) {
327                 /*
328                  * Detect the presence of C1E capability mostly on latest
329                  * dual-cores (or future) k8 family.  This feature renders
330                  * the local APIC timer dead, so we disable it by reading
331                  * the Interrupt Pending Message register and clearing both
332                  * C1eOnCmpHalt (bit 28) and SmiOnCmpHalt (bit 27).
333                  * 
334                  * Reference:
335                  *   "BIOS and Kernel Developer's Guide for AMD NPT
336                  *    Family 0Fh Processors"
337                  *   #32559 revision 3.00
338                  */
339                 if ((cpu_id & 0x00000f00) == 0x00000f00 &&
340                     (cpu_id & 0x0fff0000) >=  0x00040000) {
341                         uint64_t msr;
342
343                         msr = rdmsr(0xc0010055);
344                         if (msr & 0x18000000)
345                                 wrmsr(0xc0010055, msr & ~0x18000000ULL);
346                 }
347         }
348
349         intr_restore(eflags);
350 }
351
352 /*
353  * Called by cpu_initclocks() on the BSP to setup the local APIC timer so
354  * that it can drive hardclock, statclock, and profclock.  This function
355  * returns true if it is able to use the local APIC timer to drive the
356  * clocks and false if it is not able.
357  */
358 int
359 lapic_setup_clock(void)
360 {
361         u_long value;
362
363         /* Can't drive the timer without a local APIC. */
364         if (lapic == NULL)
365                 return (0);
366
367         /* Start off with a divisor of 2 (power on reset default). */
368         lapic_timer_divisor = 2;
369
370         /* Try to calibrate the local APIC timer. */
371         do {
372                 lapic_timer_set_divisor(lapic_timer_divisor);
373                 lapic_timer_oneshot(APIC_TIMER_MAX_COUNT);
374                 DELAY(2000000);
375                 value = APIC_TIMER_MAX_COUNT - lapic->ccr_timer;
376                 if (value != APIC_TIMER_MAX_COUNT)
377                         break;
378                 lapic_timer_divisor <<= 1;
379         } while (lapic_timer_divisor <= 128);
380         if (lapic_timer_divisor > 128)
381                 panic("lapic: Divisor too big");
382         value /= 2;
383         if (bootverbose)
384                 printf("lapic: Divisor %lu, Frequency %lu hz\n",
385                     lapic_timer_divisor, value);
386
387         /*
388          * We want to run stathz in the neighborhood of 128hz.  We would
389          * like profhz to run as often as possible, so we let it run on
390          * each clock tick.  We try to honor the requested 'hz' value as
391          * much as possible.
392          *
393          * If 'hz' is above 1500, then we just let the lapic timer
394          * (and profhz) run at hz.  If 'hz' is below 1500 but above
395          * 750, then we let the lapic timer run at 2 * 'hz'.  If 'hz'
396          * is below 750 then we let the lapic timer run at 4 * 'hz'.
397          */
398         if (hz >= 1500)
399                 lapic_timer_hz = hz;
400         else if (hz >= 750)
401                 lapic_timer_hz = hz * 2;
402         else
403                 lapic_timer_hz = hz * 4;
404         if (lapic_timer_hz < 128)
405                 stathz = lapic_timer_hz;
406         else
407                 stathz = lapic_timer_hz / (lapic_timer_hz / 128);
408         profhz = lapic_timer_hz;
409         lapic_timer_period = value / lapic_timer_hz;
410
411         /*
412          * Start up the timer on the BSP.  The APs will kick off their
413          * timer during lapic_setup().
414          */
415         lapic_timer_periodic(lapic_timer_period);
416         lapic_timer_enable_intr();
417         return (1);
418 }
419
420 void
421 lapic_disable(void)
422 {
423         uint32_t value;
424
425         /* Software disable the local APIC. */
426         value = lapic->svr;
427         value &= ~APIC_SVR_SWEN;
428         lapic->svr = value;
429 }
430
431 static void
432 lapic_enable(void)
433 {
434         u_int32_t value;
435
436         /* Program the spurious vector to enable the local APIC. */
437         value = lapic->svr;
438         value &= ~(APIC_SVR_VECTOR | APIC_SVR_FOCUS);
439         value |= (APIC_SVR_FEN | APIC_SVR_SWEN | APIC_SPURIOUS_INT);
440         lapic->svr = value;
441 }
442
443 /* Reset the local APIC on the BSP during resume. */
444 static void
445 lapic_resume(struct pic *pic)
446 {
447
448         lapic_setup(0);
449 }
450
451 int
452 lapic_id(void)
453 {
454
455         KASSERT(lapic != NULL, ("local APIC is not mapped"));
456         return (lapic->id >> APIC_ID_SHIFT);
457 }
458
459 int
460 lapic_intr_pending(u_int vector)
461 {
462         volatile u_int32_t *irr;
463
464         /*
465          * The IRR registers are an array of 128-bit registers each of
466          * which only describes 32 interrupts in the low 32 bits..  Thus,
467          * we divide the vector by 32 to get the 128-bit index.  We then
468          * multiply that index by 4 to get the equivalent index from
469          * treating the IRR as an array of 32-bit registers.  Finally, we
470          * modulus the vector by 32 to determine the individual bit to
471          * test.
472          */
473         irr = &lapic->irr0;
474         return (irr[(vector / 32) * 4] & 1 << (vector % 32));
475 }
476
477 void
478 lapic_set_logical_id(u_int apic_id, u_int cluster, u_int cluster_id)
479 {
480         struct lapic *la;
481
482         KASSERT(lapics[apic_id].la_present, ("%s: APIC %u doesn't exist",
483             __func__, apic_id));
484         KASSERT(cluster <= APIC_MAX_CLUSTER, ("%s: cluster %u too big",
485             __func__, cluster));
486         KASSERT(cluster_id <= APIC_MAX_INTRACLUSTER_ID,
487             ("%s: intra cluster id %u too big", __func__, cluster_id));
488         la = &lapics[apic_id];
489         la->la_cluster = cluster;
490         la->la_cluster_id = cluster_id;
491 }
492
493 int
494 lapic_set_lvt_mask(u_int apic_id, u_int pin, u_char masked)
495 {
496
497         if (pin > LVT_MAX)
498                 return (EINVAL);
499         if (apic_id == APIC_ID_ALL) {
500                 lvts[pin].lvt_masked = masked;
501                 if (bootverbose)
502                         printf("lapic:");
503         } else {
504                 KASSERT(lapics[apic_id].la_present,
505                     ("%s: missing APIC %u", __func__, apic_id));
506                 lapics[apic_id].la_lvts[pin].lvt_masked = masked;
507                 lapics[apic_id].la_lvts[pin].lvt_active = 1;
508                 if (bootverbose)
509                         printf("lapic%u:", apic_id);
510         }
511         if (bootverbose)
512                 printf(" LINT%u %s\n", pin, masked ? "masked" : "unmasked");
513         return (0);
514 }
515
516 int
517 lapic_set_lvt_mode(u_int apic_id, u_int pin, u_int32_t mode)
518 {
519         struct lvt *lvt;
520
521         if (pin > LVT_MAX)
522                 return (EINVAL);
523         if (apic_id == APIC_ID_ALL) {
524                 lvt = &lvts[pin];
525                 if (bootverbose)
526                         printf("lapic:");
527         } else {
528                 KASSERT(lapics[apic_id].la_present,
529                     ("%s: missing APIC %u", __func__, apic_id));
530                 lvt = &lapics[apic_id].la_lvts[pin];
531                 lvt->lvt_active = 1;
532                 if (bootverbose)
533                         printf("lapic%u:", apic_id);
534         }
535         lvt->lvt_mode = mode;
536         switch (mode) {
537         case APIC_LVT_DM_NMI:
538         case APIC_LVT_DM_SMI:
539         case APIC_LVT_DM_INIT:
540         case APIC_LVT_DM_EXTINT:
541                 lvt->lvt_edgetrigger = 1;
542                 lvt->lvt_activehi = 1;
543                 if (mode == APIC_LVT_DM_EXTINT)
544                         lvt->lvt_masked = 1;
545                 else
546                         lvt->lvt_masked = 0;
547                 break;
548         default:
549                 panic("Unsupported delivery mode: 0x%x\n", mode);
550         }
551         if (bootverbose) {
552                 printf(" Routing ");
553                 switch (mode) {
554                 case APIC_LVT_DM_NMI:
555                         printf("NMI");
556                         break;
557                 case APIC_LVT_DM_SMI:
558                         printf("SMI");
559                         break;
560                 case APIC_LVT_DM_INIT:
561                         printf("INIT");
562                         break;
563                 case APIC_LVT_DM_EXTINT:
564                         printf("ExtINT");
565                         break;
566                 }
567                 printf(" -> LINT%u\n", pin);
568         }
569         return (0);
570 }
571
572 int
573 lapic_set_lvt_polarity(u_int apic_id, u_int pin, enum intr_polarity pol)
574 {
575
576         if (pin > LVT_MAX || pol == INTR_POLARITY_CONFORM)
577                 return (EINVAL);
578         if (apic_id == APIC_ID_ALL) {
579                 lvts[pin].lvt_activehi = (pol == INTR_POLARITY_HIGH);
580                 if (bootverbose)
581                         printf("lapic:");
582         } else {
583                 KASSERT(lapics[apic_id].la_present,
584                     ("%s: missing APIC %u", __func__, apic_id));
585                 lapics[apic_id].la_lvts[pin].lvt_active = 1;
586                 lapics[apic_id].la_lvts[pin].lvt_activehi =
587                     (pol == INTR_POLARITY_HIGH);
588                 if (bootverbose)
589                         printf("lapic%u:", apic_id);
590         }
591         if (bootverbose)
592                 printf(" LINT%u polarity: %s\n", pin,
593                     pol == INTR_POLARITY_HIGH ? "high" : "low");
594         return (0);
595 }
596
597 int
598 lapic_set_lvt_triggermode(u_int apic_id, u_int pin, enum intr_trigger trigger)
599 {
600
601         if (pin > LVT_MAX || trigger == INTR_TRIGGER_CONFORM)
602                 return (EINVAL);
603         if (apic_id == APIC_ID_ALL) {
604                 lvts[pin].lvt_edgetrigger = (trigger == INTR_TRIGGER_EDGE);
605                 if (bootverbose)
606                         printf("lapic:");
607         } else {
608                 KASSERT(lapics[apic_id].la_present,
609                     ("%s: missing APIC %u", __func__, apic_id));
610                 lapics[apic_id].la_lvts[pin].lvt_edgetrigger =
611                     (trigger == INTR_TRIGGER_EDGE);
612                 lapics[apic_id].la_lvts[pin].lvt_active = 1;
613                 if (bootverbose)
614                         printf("lapic%u:", apic_id);
615         }
616         if (bootverbose)
617                 printf(" LINT%u trigger: %s\n", pin,
618                     trigger == INTR_TRIGGER_EDGE ? "edge" : "level");
619         return (0);
620 }
621
622 /*
623  * Adjust the TPR of the current CPU so that it blocks all interrupts below
624  * the passed in vector.
625  */
626 void
627 lapic_set_tpr(u_int vector)
628 {
629 #ifdef CHEAP_TPR
630         lapic->tpr = vector;
631 #else
632         u_int32_t tpr;
633
634         tpr = lapic->tpr & ~APIC_TPR_PRIO;
635         tpr |= vector;
636         lapic->tpr = tpr;
637 #endif
638 }
639
640 void
641 lapic_eoi(void)
642 {
643
644         lapic->eoi = 0;
645 }
646
647 void
648 lapic_handle_intr(int vector, struct trapframe *frame)
649 {
650         struct intsrc *isrc;
651
652         if (vector == -1)
653                 panic("Couldn't get vector from ISR!");
654         isrc = intr_lookup_source(apic_idt_to_irq(vector));
655         intr_execute_handlers(isrc, frame);
656 }
657
658 void
659 lapic_handle_timer(struct trapframe *frame)
660 {
661         struct lapic *la;
662
663         /* Send EOI first thing. */
664         lapic_eoi();
665
666 #if defined(SMP) && !defined(SCHED_ULE)
667         /*
668          * Don't do any accounting for the disabled HTT cores, since it
669          * will provide misleading numbers for the userland.
670          *
671          * No locking is necessary here, since even if we loose the race
672          * when hlt_cpus_mask changes it is not a big deal, really.
673          *
674          * Don't do that for ULE, since ULE doesn't consider hlt_cpus_mask
675          * and unlike other schedulers it actually schedules threads to
676          * those CPUs.
677          */
678         if ((hlt_cpus_mask & (1 << PCPU_GET(cpuid))) != 0)
679                 return;
680 #endif
681
682         /* Look up our local APIC structure for the tick counters. */
683         la = &lapics[PCPU_GET(apic_id)];
684         (*la->la_timer_count)++;
685         critical_enter();
686
687 #ifdef KDTRACE_HOOKS
688         /*
689          * If the DTrace hooks are configured and a callback function
690          * has been registered, then call it to process the high speed
691          * timers.
692          */
693         int cpu = PCPU_GET(cpuid);
694         if (lapic_cyclic_clock_func[cpu] != NULL)
695                 (*lapic_cyclic_clock_func[cpu])(frame);
696 #endif
697
698         /* Fire hardclock at hz. */
699         la->la_hard_ticks += hz;
700         if (la->la_hard_ticks >= lapic_timer_hz) {
701                 la->la_hard_ticks -= lapic_timer_hz;
702                 if (PCPU_GET(cpuid) == 0)
703                         hardclock(TRAPF_USERMODE(frame), TRAPF_PC(frame));
704                 else
705                         hardclock_cpu(TRAPF_USERMODE(frame));
706         }
707
708         /* Fire statclock at stathz. */
709         la->la_stat_ticks += stathz;
710         if (la->la_stat_ticks >= lapic_timer_hz) {
711                 la->la_stat_ticks -= lapic_timer_hz;
712                 statclock(TRAPF_USERMODE(frame));
713         }
714
715         /* Fire profclock at profhz, but only when needed. */
716         la->la_prof_ticks += profhz;
717         if (la->la_prof_ticks >= lapic_timer_hz) {
718                 la->la_prof_ticks -= lapic_timer_hz;
719                 if (profprocs != 0)
720                         profclock(TRAPF_USERMODE(frame), TRAPF_PC(frame));
721         }
722         critical_exit();
723 }
724
725 static void
726 lapic_timer_set_divisor(u_int divisor)
727 {
728
729         KASSERT(powerof2(divisor), ("lapic: invalid divisor %u", divisor));
730         KASSERT(ffs(divisor) <= sizeof(lapic_timer_divisors) /
731             sizeof(u_int32_t), ("lapic: invalid divisor %u", divisor));
732         lapic->dcr_timer = lapic_timer_divisors[ffs(divisor) - 1];
733 }
734
735 static void
736 lapic_timer_oneshot(u_int count)
737 {
738         u_int32_t value;
739
740         value = lapic->lvt_timer;
741         value &= ~APIC_LVTT_TM;
742         value |= APIC_LVTT_TM_ONE_SHOT;
743         lapic->lvt_timer = value;
744         lapic->icr_timer = count;
745 }
746
747 static void
748 lapic_timer_periodic(u_int count)
749 {
750         u_int32_t value;
751
752         value = lapic->lvt_timer;
753         value &= ~APIC_LVTT_TM;
754         value |= APIC_LVTT_TM_PERIODIC;
755         lapic->lvt_timer = value;
756         lapic->icr_timer = count;
757 }
758
759 static void
760 lapic_timer_enable_intr(void)
761 {
762         u_int32_t value;
763
764         value = lapic->lvt_timer;
765         value &= ~APIC_LVT_M;
766         lapic->lvt_timer = value;
767 }
768
769 /* Request a free IDT vector to be used by the specified IRQ. */
770 u_int
771 apic_alloc_vector(u_int irq)
772 {
773         u_int vector;
774
775         KASSERT(irq < NUM_IO_INTS, ("Invalid IRQ %u", irq));
776
777         /*
778          * Search for a free vector.  Currently we just use a very simple
779          * algorithm to find the first free vector.
780          */
781         mtx_lock_spin(&icu_lock);
782         for (vector = 0; vector < APIC_NUM_IOINTS; vector++) {
783                 if (ioint_irqs[vector] != 0)
784                         continue;
785                 ioint_irqs[vector] = irq;
786                 mtx_unlock_spin(&icu_lock);
787                 return (vector + APIC_IO_INTS);
788         }
789         mtx_unlock_spin(&icu_lock);
790         panic("Couldn't find an APIC vector for IRQ %u", irq);
791 }
792
793 /*
794  * Request 'count' free contiguous IDT vectors to be used by 'count'
795  * IRQs.  'count' must be a power of two and the vectors will be
796  * aligned on a boundary of 'align'.  If the request cannot be
797  * satisfied, 0 is returned.
798  */
799 u_int
800 apic_alloc_vectors(u_int *irqs, u_int count, u_int align)
801 {
802         u_int first, run, vector;
803
804         KASSERT(powerof2(count), ("bad count"));
805         KASSERT(powerof2(align), ("bad align"));
806         KASSERT(align >= count, ("align < count"));
807 #ifdef INVARIANTS
808         for (run = 0; run < count; run++)
809                 KASSERT(irqs[run] < NUM_IO_INTS, ("Invalid IRQ %u at index %u",
810                     irqs[run], run));
811 #endif
812
813         /*
814          * Search for 'count' free vectors.  As with apic_alloc_vector(),
815          * this just uses a simple first fit algorithm.
816          */
817         run = 0;
818         first = 0;
819         mtx_lock_spin(&icu_lock);
820         for (vector = 0; vector < APIC_NUM_IOINTS; vector++) {
821
822                 /* Vector is in use, end run. */
823                 if (ioint_irqs[vector] != 0) {
824                         run = 0;
825                         first = 0;
826                         continue;
827                 }
828
829                 /* Start a new run if run == 0 and vector is aligned. */
830                 if (run == 0) {
831                         if ((vector & (align - 1)) != 0)
832                                 continue;
833                         first = vector;
834                 }
835                 run++;
836
837                 /* Keep looping if the run isn't long enough yet. */
838                 if (run < count)
839                         continue;
840
841                 /* Found a run, assign IRQs and return the first vector. */
842                 for (vector = 0; vector < count; vector++)
843                         ioint_irqs[first + vector] = irqs[vector];
844                 mtx_unlock_spin(&icu_lock);
845                 return (first + APIC_IO_INTS);
846         }
847         mtx_unlock_spin(&icu_lock);
848         printf("APIC: Couldn't find APIC vectors for %u IRQs\n", count);
849         return (0);
850 }
851
852 void
853 apic_enable_vector(u_int vector)
854 {
855
856         KASSERT(vector != IDT_SYSCALL, ("Attempt to overwrite syscall entry"));
857         KASSERT(ioint_handlers[vector / 32] != NULL,
858             ("No ISR handler for vector %u", vector));
859         setidt(vector, ioint_handlers[vector / 32], SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
860 }
861
862 void
863 apic_disable_vector(u_int vector)
864 {
865
866         KASSERT(vector != IDT_SYSCALL, ("Attempt to overwrite syscall entry"));
867         KASSERT(ioint_handlers[vector / 32] != NULL,
868             ("No ISR handler for vector %u", vector));
869         setidt(vector, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYSIGT, SEL_KPL, 0);
870 }
871
872 /* Release an APIC vector when it's no longer in use. */
873 void
874 apic_free_vector(u_int vector, u_int irq)
875 {
876         KASSERT(vector >= APIC_IO_INTS && vector != IDT_SYSCALL &&
877             vector <= APIC_IO_INTS + APIC_NUM_IOINTS,
878             ("Vector %u does not map to an IRQ line", vector));
879         KASSERT(irq < NUM_IO_INTS, ("Invalid IRQ %u", irq));
880         KASSERT(ioint_irqs[vector - APIC_IO_INTS] == irq, ("IRQ mismatch"));
881         mtx_lock_spin(&icu_lock);
882         ioint_irqs[vector - APIC_IO_INTS] = 0;
883         mtx_unlock_spin(&icu_lock);
884 }
885
886 /* Map an IDT vector (APIC) to an IRQ (interrupt source). */
887 u_int
888 apic_idt_to_irq(u_int vector)
889 {
890
891         KASSERT(vector >= APIC_IO_INTS && vector != IDT_SYSCALL &&
892             vector <= APIC_IO_INTS + APIC_NUM_IOINTS,
893             ("Vector %u does not map to an IRQ line", vector));
894         return (ioint_irqs[vector - APIC_IO_INTS]);
895 }
896
897 #ifdef DDB
898 /*
899  * Dump data about APIC IDT vector mappings.
900  */
901 DB_SHOW_COMMAND(apic, db_show_apic)
902 {
903         struct intsrc *isrc;
904         int i, verbose;
905         u_int irq;
906
907         if (strcmp(modif, "vv") == 0)
908                 verbose = 2;
909         else if (strcmp(modif, "v") == 0)
910                 verbose = 1;
911         else
912                 verbose = 0;
913         for (i = 0; i < APIC_NUM_IOINTS + 1 && !db_pager_quit; i++) {
914                 irq = ioint_irqs[i];
915                 if (irq != 0 && irq != IRQ_SYSCALL) {
916                         db_printf("vec 0x%2x -> ", i + APIC_IO_INTS);
917                         if (irq == IRQ_TIMER)
918                                 db_printf("lapic timer\n");
919                         else if (irq < NUM_IO_INTS) {
920                                 isrc = intr_lookup_source(irq);
921                                 if (isrc == NULL || verbose == 0)
922                                         db_printf("IRQ %u\n", irq);
923                                 else
924                                         db_dump_intr_event(isrc->is_event,
925                                             verbose == 2);
926                         } else
927                                 db_printf("IRQ %u ???\n", irq);
928                 }
929         }
930 }
931
932 static void
933 dump_mask(const char *prefix, uint32_t v, int base)
934 {
935         int i, first;
936
937         first = 1;
938         for (i = 0; i < 32; i++)
939                 if (v & (1 << i)) {
940                         if (first) {
941                                 db_printf("%s:", prefix);
942                                 first = 0;
943                         }
944                         db_printf(" %02x", base + i);
945                 }
946         if (!first)
947                 db_printf("\n");
948 }
949
950 /* Show info from the lapic regs for this CPU. */
951 DB_SHOW_COMMAND(lapic, db_show_lapic)
952 {
953         uint32_t v;
954
955         db_printf("lapic ID = %d\n", lapic_id());
956         v = lapic->version;
957         db_printf("version  = %d.%d\n", (v & APIC_VER_VERSION) >> 4,
958             v & 0xf);
959         db_printf("max LVT  = %d\n", (v & APIC_VER_MAXLVT) >> MAXLVTSHIFT);
960         v = lapic->svr;
961         db_printf("SVR      = %02x (%s)\n", v & APIC_SVR_VECTOR,
962             v & APIC_SVR_ENABLE ? "enabled" : "disabled");
963         db_printf("TPR      = %02x\n", lapic->tpr);
964
965 #define dump_field(prefix, index)                                       \
966         dump_mask(__XSTRING(prefix ## index), lapic->prefix ## index,   \
967             index * 32)
968
969         db_printf("In-service Interrupts:\n");
970         dump_field(isr, 0);
971         dump_field(isr, 1);
972         dump_field(isr, 2);
973         dump_field(isr, 3);
974         dump_field(isr, 4);
975         dump_field(isr, 5);
976         dump_field(isr, 6);
977         dump_field(isr, 7);
978
979         db_printf("TMR Interrupts:\n");
980         dump_field(tmr, 0);
981         dump_field(tmr, 1);
982         dump_field(tmr, 2);
983         dump_field(tmr, 3);
984         dump_field(tmr, 4);
985         dump_field(tmr, 5);
986         dump_field(tmr, 6);
987         dump_field(tmr, 7);
988
989         db_printf("IRR Interrupts:\n");
990         dump_field(irr, 0);
991         dump_field(irr, 1);
992         dump_field(irr, 2);
993         dump_field(irr, 3);
994         dump_field(irr, 4);
995         dump_field(irr, 5);
996         dump_field(irr, 6);
997         dump_field(irr, 7);
998
999 #undef dump_field
1000 }
1001 #endif
1002
1003 /*
1004  * APIC probing support code.  This includes code to manage enumerators.
1005  */
1006
1007 static SLIST_HEAD(, apic_enumerator) enumerators =
1008         SLIST_HEAD_INITIALIZER(enumerators);
1009 static struct apic_enumerator *best_enum;
1010         
1011 void
1012 apic_register_enumerator(struct apic_enumerator *enumerator)
1013 {
1014 #ifdef INVARIANTS
1015         struct apic_enumerator *apic_enum;
1016
1017         SLIST_FOREACH(apic_enum, &enumerators, apic_next) {
1018                 if (apic_enum == enumerator)
1019                         panic("%s: Duplicate register of %s", __func__,
1020                             enumerator->apic_name);
1021         }
1022 #endif
1023         SLIST_INSERT_HEAD(&enumerators, enumerator, apic_next);
1024 }
1025
1026 /*
1027  * We have to look for CPU's very, very early because certain subsystems
1028  * want to know how many CPU's we have extremely early on in the boot
1029  * process.
1030  */
1031 static void
1032 apic_init(void *dummy __unused)
1033 {
1034         struct apic_enumerator *enumerator;
1035         int retval, best;
1036
1037         /* Don't probe if APIC mode is disabled. */
1038         if (resource_disabled("apic", 0))
1039                 return;
1040
1041         /* First, probe all the enumerators to find the best match. */
1042         best_enum = NULL;
1043         best = 0;
1044         SLIST_FOREACH(enumerator, &enumerators, apic_next) {
1045                 retval = enumerator->apic_probe();
1046                 if (retval > 0)
1047                         continue;
1048                 if (best_enum == NULL || best < retval) {
1049                         best_enum = enumerator;
1050                         best = retval;
1051                 }
1052         }
1053         if (best_enum == NULL) {
1054                 if (bootverbose)
1055                         printf("APIC: Could not find any APICs.\n");
1056                 return;
1057         }
1058
1059         if (bootverbose)
1060                 printf("APIC: Using the %s enumerator.\n",
1061                     best_enum->apic_name);
1062
1063         /* Second, probe the CPU's in the system. */
1064         retval = best_enum->apic_probe_cpus();
1065         if (retval != 0)
1066                 printf("%s: Failed to probe CPUs: returned %d\n",
1067                     best_enum->apic_name, retval);
1068 }
1069 SYSINIT(apic_init, SI_SUB_TUNABLES - 1, SI_ORDER_SECOND, apic_init, NULL);
1070
1071 /*
1072  * Setup the local APIC.  We have to do this prior to starting up the APs
1073  * in the SMP case.
1074  */
1075 static void
1076 apic_setup_local(void *dummy __unused)
1077 {
1078         int retval;
1079
1080         if (best_enum == NULL)
1081                 return;
1082         retval = best_enum->apic_setup_local();
1083         if (retval != 0)
1084                 printf("%s: Failed to setup the local APIC: returned %d\n",
1085                     best_enum->apic_name, retval);
1086 }
1087 SYSINIT(apic_setup_local, SI_SUB_CPU, SI_ORDER_SECOND, apic_setup_local,
1088     NULL);
1089
1090 /*
1091  * Setup the I/O APICs.
1092  */
1093 static void
1094 apic_setup_io(void *dummy __unused)
1095 {
1096         int retval;
1097
1098         if (best_enum == NULL)
1099                 return;
1100         retval = best_enum->apic_setup_io();
1101         if (retval != 0)
1102                 printf("%s: Failed to setup I/O APICs: returned %d\n",
1103                     best_enum->apic_name, retval);
1104
1105         /*
1106          * Finish setting up the local APIC on the BSP once we know how to
1107          * properly program the LINT pins.
1108          */
1109         lapic_setup(1);
1110         intr_register_pic(&lapic_pic);
1111         if (bootverbose)
1112                 lapic_dump("BSP");
1113
1114         /* Enable the MSI "pic". */
1115         msi_init();
1116 }
1117 SYSINIT(apic_setup_io, SI_SUB_INTR, SI_ORDER_SECOND, apic_setup_io, NULL);
1118
1119 #ifdef SMP
1120 /*
1121  * Inter Processor Interrupt functions.  The lapic_ipi_*() functions are
1122  * private to the sys/amd64 code.  The public interface for the rest of the
1123  * kernel is defined in mp_machdep.c.
1124  */
1125 int
1126 lapic_ipi_wait(int delay)
1127 {
1128         int x, incr;
1129
1130         /*
1131          * Wait delay loops for IPI to be sent.  This is highly bogus
1132          * since this is sensitive to CPU clock speed.  If delay is
1133          * -1, we wait forever.
1134          */
1135         if (delay == -1) {
1136                 incr = 0;
1137                 delay = 1;
1138         } else
1139                 incr = 1;
1140         for (x = 0; x < delay; x += incr) {
1141                 if ((lapic->icr_lo & APIC_DELSTAT_MASK) == APIC_DELSTAT_IDLE)
1142                         return (1);
1143                 ia32_pause();
1144         }
1145         return (0);
1146 }
1147
1148 void
1149 lapic_ipi_raw(register_t icrlo, u_int dest)
1150 {
1151         register_t value, eflags;
1152
1153         /* XXX: Need more sanity checking of icrlo? */
1154         KASSERT(lapic != NULL, ("%s called too early", __func__));
1155         KASSERT((dest & ~(APIC_ID_MASK >> APIC_ID_SHIFT)) == 0,
1156             ("%s: invalid dest field", __func__));
1157         KASSERT((icrlo & APIC_ICRLO_RESV_MASK) == 0,
1158             ("%s: reserved bits set in ICR LO register", __func__));
1159
1160         /* Set destination in ICR HI register if it is being used. */
1161         eflags = intr_disable();
1162         if ((icrlo & APIC_DEST_MASK) == APIC_DEST_DESTFLD) {
1163                 value = lapic->icr_hi;
1164                 value &= ~APIC_ID_MASK;
1165                 value |= dest << APIC_ID_SHIFT;
1166                 lapic->icr_hi = value;
1167         }
1168
1169         /* Program the contents of the IPI and dispatch it. */
1170         value = lapic->icr_lo;
1171         value &= APIC_ICRLO_RESV_MASK;
1172         value |= icrlo;
1173         lapic->icr_lo = value;
1174         intr_restore(eflags);
1175 }
1176
1177 #define BEFORE_SPIN     1000000
1178 #ifdef DETECT_DEADLOCK
1179 #define AFTER_SPIN      1000
1180 #endif
1181
1182 void
1183 lapic_ipi_vectored(u_int vector, int dest)
1184 {
1185         register_t icrlo, destfield;
1186
1187         KASSERT((vector & ~APIC_VECTOR_MASK) == 0,
1188             ("%s: invalid vector %d", __func__, vector));
1189
1190         icrlo = vector | APIC_DELMODE_FIXED | APIC_DESTMODE_PHY |
1191             APIC_LEVEL_DEASSERT | APIC_TRIGMOD_EDGE;
1192         destfield = 0;
1193         switch (dest) {
1194         case APIC_IPI_DEST_SELF:
1195                 icrlo |= APIC_DEST_SELF;
1196                 break;
1197         case APIC_IPI_DEST_ALL:
1198                 icrlo |= APIC_DEST_ALLISELF;
1199                 break;
1200         case APIC_IPI_DEST_OTHERS:
1201                 icrlo |= APIC_DEST_ALLESELF;
1202                 break;
1203         default:
1204                 KASSERT((dest & ~(APIC_ID_MASK >> APIC_ID_SHIFT)) == 0,
1205                     ("%s: invalid destination 0x%x", __func__, dest));
1206                 destfield = dest;
1207         }
1208
1209         /* Wait for an earlier IPI to finish. */
1210         if (!lapic_ipi_wait(BEFORE_SPIN)) {
1211                 if (panicstr != NULL)
1212                         return;
1213                 else
1214                         panic("APIC: Previous IPI is stuck");
1215         }
1216
1217         lapic_ipi_raw(icrlo, destfield);
1218
1219 #ifdef DETECT_DEADLOCK
1220         /* Wait for IPI to be delivered. */
1221         if (!lapic_ipi_wait(AFTER_SPIN)) {
1222 #ifdef needsattention
1223                 /*
1224                  * XXX FIXME:
1225                  *
1226                  * The above function waits for the message to actually be
1227                  * delivered.  It breaks out after an arbitrary timeout
1228                  * since the message should eventually be delivered (at
1229                  * least in theory) and that if it wasn't we would catch
1230                  * the failure with the check above when the next IPI is
1231                  * sent.
1232                  *
1233                  * We could skip this wait entirely, EXCEPT it probably
1234                  * protects us from other routines that assume that the
1235                  * message was delivered and acted upon when this function
1236                  * returns.
1237                  */
1238                 printf("APIC: IPI might be stuck\n");
1239 #else /* !needsattention */
1240                 /* Wait until mesage is sent without a timeout. */
1241                 while (lapic->icr_lo & APIC_DELSTAT_PEND)
1242                         ia32_pause();
1243 #endif /* needsattention */
1244         }
1245 #endif /* DETECT_DEADLOCK */
1246 }
1247 #endif /* SMP */