]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/releng/7.2.git/blob - sys/i386/i386/local_apic.c
Create releng/7.2 from stable/7 in preparation for 7.2-RELEASE.
[FreeBSD/releng/7.2.git] / sys / i386 / i386 / 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_SYS386IGT, SEL_KPL,
215             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
216
217         /* Perform basic initialization of the BSP's local APIC. */
218         lapic_enable();
219         ioint_irqs[IDT_SYSCALL - APIC_IO_INTS] = IRQ_SYSCALL;
220
221         /* Set BSP's per-CPU local APIC ID. */
222         PCPU_SET(apic_id, lapic_id());
223
224         /* Local APIC timer interrupt. */
225         setidt(APIC_TIMER_INT, IDTVEC(timerint), SDT_SYS386IGT, SEL_KPL,
226             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
227         ioint_irqs[APIC_TIMER_INT - APIC_IO_INTS] = IRQ_TIMER;
228
229         /* XXX: error/thermal interrupts */
230 }
231
232 /*
233  * Create a local APIC instance.
234  */
235 void
236 lapic_create(u_int apic_id, int boot_cpu)
237 {
238         int i;
239
240         if (apic_id > MAX_APIC_ID) {
241                 printf("APIC: Ignoring local APIC with ID %d\n", apic_id);
242                 if (boot_cpu)
243                         panic("Can't ignore BSP");
244                 return;
245         }
246         KASSERT(!lapics[apic_id].la_present, ("duplicate local APIC %u",
247             apic_id));
248
249         /*
250          * Assume no local LVT overrides and a cluster of 0 and
251          * intra-cluster ID of 0.
252          */
253         lapics[apic_id].la_present = 1;
254         lapics[apic_id].la_id = apic_id;
255         for (i = 0; i < LVT_MAX; i++) {
256                 lapics[apic_id].la_lvts[i] = lvts[i];
257                 lapics[apic_id].la_lvts[i].lvt_active = 0;
258         }
259
260 #ifdef SMP
261         cpu_add(apic_id, boot_cpu);
262 #endif
263 }
264
265 /*
266  * Dump contents of local APIC registers
267  */
268 void
269 lapic_dump(const char* str)
270 {
271
272         printf("cpu%d %s:\n", PCPU_GET(cpuid), str);
273         printf("     ID: 0x%08x   VER: 0x%08x LDR: 0x%08x DFR: 0x%08x\n",
274             lapic->id, lapic->version, lapic->ldr, lapic->dfr);
275         printf("  lint0: 0x%08x lint1: 0x%08x TPR: 0x%08x SVR: 0x%08x\n",
276             lapic->lvt_lint0, lapic->lvt_lint1, lapic->tpr, lapic->svr);
277         printf("  timer: 0x%08x therm: 0x%08x err: 0x%08x pcm: 0x%08x\n",
278             lapic->lvt_timer, lapic->lvt_thermal, lapic->lvt_error,
279             lapic->lvt_pcint);
280 }
281
282 void
283 lapic_setup(int boot)
284 {
285         struct lapic *la;
286         u_int32_t maxlvt;
287         register_t eflags;
288         char buf[MAXCOMLEN + 1];
289
290         la = &lapics[lapic_id()];
291         KASSERT(la->la_present, ("missing APIC structure"));
292         eflags = intr_disable();
293         maxlvt = (lapic->version & APIC_VER_MAXLVT) >> MAXLVTSHIFT;
294
295         /* Initialize the TPR to allow all interrupts. */
296         lapic_set_tpr(0);
297
298         /* Setup spurious vector and enable the local APIC. */
299         lapic_enable();
300
301         /* Program LINT[01] LVT entries. */
302         lapic->lvt_lint0 = lvt_mode(la, LVT_LINT0, lapic->lvt_lint0);
303         lapic->lvt_lint1 = lvt_mode(la, LVT_LINT1, lapic->lvt_lint1);
304 #ifdef  HWPMC_HOOKS
305         /* Program the PMC LVT entry if present. */
306         if (maxlvt >= LVT_PMC)
307                 lapic->lvt_pcint = lvt_mode(la, LVT_PMC, lapic->lvt_pcint);
308 #endif
309
310         /* Program timer LVT and setup handler. */
311         lapic->lvt_timer = lvt_mode(la, LVT_TIMER, lapic->lvt_timer);
312         if (boot) {
313                 snprintf(buf, sizeof(buf), "cpu%d: timer", PCPU_GET(cpuid));
314                 intrcnt_add(buf, &la->la_timer_count);
315         }
316
317         /* We don't setup the timer during boot on the BSP until later. */
318         if (!(boot && PCPU_GET(cpuid) == 0)) {
319                 KASSERT(lapic_timer_period != 0, ("lapic%u: zero divisor",
320                     lapic_id()));
321                 lapic_timer_set_divisor(lapic_timer_divisor);
322                 lapic_timer_periodic(lapic_timer_period);
323                 lapic_timer_enable_intr();
324         }
325
326         /* XXX: Error and thermal LVTs */
327
328         if (strcmp(cpu_vendor, "AuthenticAMD") == 0) {
329                 /*
330                  * Detect the presence of C1E capability mostly on latest
331                  * dual-cores (or future) k8 family.  This feature renders
332                  * the local APIC timer dead, so we disable it by reading
333                  * the Interrupt Pending Message register and clearing both
334                  * C1eOnCmpHalt (bit 28) and SmiOnCmpHalt (bit 27).
335                  * 
336                  * Reference:
337                  *   "BIOS and Kernel Developer's Guide for AMD NPT
338                  *    Family 0Fh Processors"
339                  *   #32559 revision 3.00
340                  */
341                 if ((cpu_id & 0x00000f00) == 0x00000f00 &&
342                     (cpu_id & 0x0fff0000) >=  0x00040000) {
343                         uint64_t msr;
344
345                         msr = rdmsr(0xc0010055);
346                         if (msr & 0x18000000)
347                                 wrmsr(0xc0010055, msr & ~0x18000000ULL);
348                 }
349         }
350
351         intr_restore(eflags);
352 }
353
354 /*
355  * Called by cpu_initclocks() on the BSP to setup the local APIC timer so
356  * that it can drive hardclock, statclock, and profclock.  This function
357  * returns true if it is able to use the local APIC timer to drive the
358  * clocks and false if it is not able.
359  */
360 int
361 lapic_setup_clock(void)
362 {
363         u_long value;
364
365         /* Can't drive the timer without a local APIC. */
366         if (lapic == NULL)
367                 return (0);
368
369         /* Start off with a divisor of 2 (power on reset default). */
370         lapic_timer_divisor = 2;
371
372         /* Try to calibrate the local APIC timer. */
373         do {
374                 lapic_timer_set_divisor(lapic_timer_divisor);
375                 lapic_timer_oneshot(APIC_TIMER_MAX_COUNT);
376                 DELAY(2000000);
377                 value = APIC_TIMER_MAX_COUNT - lapic->ccr_timer;
378                 if (value != APIC_TIMER_MAX_COUNT)
379                         break;
380                 lapic_timer_divisor <<= 1;
381         } while (lapic_timer_divisor <= 128);
382         if (lapic_timer_divisor > 128)
383                 panic("lapic: Divisor too big");
384         value /= 2;
385         if (bootverbose)
386                 printf("lapic: Divisor %lu, Frequency %lu hz\n",
387                     lapic_timer_divisor, value);
388
389         /*
390          * We want to run stathz in the neighborhood of 128hz.  We would
391          * like profhz to run as often as possible, so we let it run on
392          * each clock tick.  We try to honor the requested 'hz' value as
393          * much as possible.
394          *
395          * If 'hz' is above 1500, then we just let the lapic timer
396          * (and profhz) run at hz.  If 'hz' is below 1500 but above
397          * 750, then we let the lapic timer run at 2 * 'hz'.  If 'hz'
398          * is below 750 then we let the lapic timer run at 4 * 'hz'.
399          */
400         if (hz >= 1500)
401                 lapic_timer_hz = hz;
402         else if (hz >= 750)
403                 lapic_timer_hz = hz * 2;
404         else
405                 lapic_timer_hz = hz * 4;
406         if (lapic_timer_hz < 128)
407                 stathz = lapic_timer_hz;
408         else
409                 stathz = lapic_timer_hz / (lapic_timer_hz / 128);
410         profhz = lapic_timer_hz;
411         lapic_timer_period = value / lapic_timer_hz;
412
413         /*
414          * Start up the timer on the BSP.  The APs will kick off their
415          * timer during lapic_setup().
416          */
417         lapic_timer_periodic(lapic_timer_period);
418         lapic_timer_enable_intr();
419         return (1);
420 }
421
422 void
423 lapic_disable(void)
424 {
425         uint32_t value;
426
427         /* Software disable the local APIC. */
428         value = lapic->svr;
429         value &= ~APIC_SVR_SWEN;
430         lapic->svr = value;
431 }
432
433 static void
434 lapic_enable(void)
435 {
436         u_int32_t value;
437
438         /* Program the spurious vector to enable the local APIC. */
439         value = lapic->svr;
440         value &= ~(APIC_SVR_VECTOR | APIC_SVR_FOCUS);
441         value |= (APIC_SVR_FEN | APIC_SVR_SWEN | APIC_SPURIOUS_INT);
442         lapic->svr = value;
443 }
444
445 /* Reset the local APIC on the BSP during resume. */
446 static void
447 lapic_resume(struct pic *pic)
448 {
449
450         lapic_setup(0);
451 }
452
453 int
454 lapic_id(void)
455 {
456
457         KASSERT(lapic != NULL, ("local APIC is not mapped"));
458         return (lapic->id >> APIC_ID_SHIFT);
459 }
460
461 int
462 lapic_intr_pending(u_int vector)
463 {
464         volatile u_int32_t *irr;
465
466         /*
467          * The IRR registers are an array of 128-bit registers each of
468          * which only describes 32 interrupts in the low 32 bits..  Thus,
469          * we divide the vector by 32 to get the 128-bit index.  We then
470          * multiply that index by 4 to get the equivalent index from
471          * treating the IRR as an array of 32-bit registers.  Finally, we
472          * modulus the vector by 32 to determine the individual bit to
473          * test.
474          */
475         irr = &lapic->irr0;
476         return (irr[(vector / 32) * 4] & 1 << (vector % 32));
477 }
478
479 void
480 lapic_set_logical_id(u_int apic_id, u_int cluster, u_int cluster_id)
481 {
482         struct lapic *la;
483
484         KASSERT(lapics[apic_id].la_present, ("%s: APIC %u doesn't exist",
485             __func__, apic_id));
486         KASSERT(cluster <= APIC_MAX_CLUSTER, ("%s: cluster %u too big",
487             __func__, cluster));
488         KASSERT(cluster_id <= APIC_MAX_INTRACLUSTER_ID,
489             ("%s: intra cluster id %u too big", __func__, cluster_id));
490         la = &lapics[apic_id];
491         la->la_cluster = cluster;
492         la->la_cluster_id = cluster_id;
493 }
494
495 int
496 lapic_set_lvt_mask(u_int apic_id, u_int pin, u_char masked)
497 {
498
499         if (pin > LVT_MAX)
500                 return (EINVAL);
501         if (apic_id == APIC_ID_ALL) {
502                 lvts[pin].lvt_masked = masked;
503                 if (bootverbose)
504                         printf("lapic:");
505         } else {
506                 KASSERT(lapics[apic_id].la_present,
507                     ("%s: missing APIC %u", __func__, apic_id));
508                 lapics[apic_id].la_lvts[pin].lvt_masked = masked;
509                 lapics[apic_id].la_lvts[pin].lvt_active = 1;
510                 if (bootverbose)
511                         printf("lapic%u:", apic_id);
512         }
513         if (bootverbose)
514                 printf(" LINT%u %s\n", pin, masked ? "masked" : "unmasked");
515         return (0);
516 }
517
518 int
519 lapic_set_lvt_mode(u_int apic_id, u_int pin, u_int32_t mode)
520 {
521         struct lvt *lvt;
522
523         if (pin > LVT_MAX)
524                 return (EINVAL);
525         if (apic_id == APIC_ID_ALL) {
526                 lvt = &lvts[pin];
527                 if (bootverbose)
528                         printf("lapic:");
529         } else {
530                 KASSERT(lapics[apic_id].la_present,
531                     ("%s: missing APIC %u", __func__, apic_id));
532                 lvt = &lapics[apic_id].la_lvts[pin];
533                 lvt->lvt_active = 1;
534                 if (bootverbose)
535                         printf("lapic%u:", apic_id);
536         }
537         lvt->lvt_mode = mode;
538         switch (mode) {
539         case APIC_LVT_DM_NMI:
540         case APIC_LVT_DM_SMI:
541         case APIC_LVT_DM_INIT:
542         case APIC_LVT_DM_EXTINT:
543                 lvt->lvt_edgetrigger = 1;
544                 lvt->lvt_activehi = 1;
545                 if (mode == APIC_LVT_DM_EXTINT)
546                         lvt->lvt_masked = 1;
547                 else
548                         lvt->lvt_masked = 0;
549                 break;
550         default:
551                 panic("Unsupported delivery mode: 0x%x\n", mode);
552         }
553         if (bootverbose) {
554                 printf(" Routing ");
555                 switch (mode) {
556                 case APIC_LVT_DM_NMI:
557                         printf("NMI");
558                         break;
559                 case APIC_LVT_DM_SMI:
560                         printf("SMI");
561                         break;
562                 case APIC_LVT_DM_INIT:
563                         printf("INIT");
564                         break;
565                 case APIC_LVT_DM_EXTINT:
566                         printf("ExtINT");
567                         break;
568                 }
569                 printf(" -> LINT%u\n", pin);
570         }
571         return (0);
572 }
573
574 int
575 lapic_set_lvt_polarity(u_int apic_id, u_int pin, enum intr_polarity pol)
576 {
577
578         if (pin > LVT_MAX || pol == INTR_POLARITY_CONFORM)
579                 return (EINVAL);
580         if (apic_id == APIC_ID_ALL) {
581                 lvts[pin].lvt_activehi = (pol == INTR_POLARITY_HIGH);
582                 if (bootverbose)
583                         printf("lapic:");
584         } else {
585                 KASSERT(lapics[apic_id].la_present,
586                     ("%s: missing APIC %u", __func__, apic_id));
587                 lapics[apic_id].la_lvts[pin].lvt_active = 1;
588                 lapics[apic_id].la_lvts[pin].lvt_activehi =
589                     (pol == INTR_POLARITY_HIGH);
590                 if (bootverbose)
591                         printf("lapic%u:", apic_id);
592         }
593         if (bootverbose)
594                 printf(" LINT%u polarity: %s\n", pin,
595                     pol == INTR_POLARITY_HIGH ? "high" : "low");
596         return (0);
597 }
598
599 int
600 lapic_set_lvt_triggermode(u_int apic_id, u_int pin, enum intr_trigger trigger)
601 {
602
603         if (pin > LVT_MAX || trigger == INTR_TRIGGER_CONFORM)
604                 return (EINVAL);
605         if (apic_id == APIC_ID_ALL) {
606                 lvts[pin].lvt_edgetrigger = (trigger == INTR_TRIGGER_EDGE);
607                 if (bootverbose)
608                         printf("lapic:");
609         } else {
610                 KASSERT(lapics[apic_id].la_present,
611                     ("%s: missing APIC %u", __func__, apic_id));
612                 lapics[apic_id].la_lvts[pin].lvt_edgetrigger =
613                     (trigger == INTR_TRIGGER_EDGE);
614                 lapics[apic_id].la_lvts[pin].lvt_active = 1;
615                 if (bootverbose)
616                         printf("lapic%u:", apic_id);
617         }
618         if (bootverbose)
619                 printf(" LINT%u trigger: %s\n", pin,
620                     trigger == INTR_TRIGGER_EDGE ? "edge" : "level");
621         return (0);
622 }
623
624 /*
625  * Adjust the TPR of the current CPU so that it blocks all interrupts below
626  * the passed in vector.
627  */
628 void
629 lapic_set_tpr(u_int vector)
630 {
631 #ifdef CHEAP_TPR
632         lapic->tpr = vector;
633 #else
634         u_int32_t tpr;
635
636         tpr = lapic->tpr & ~APIC_TPR_PRIO;
637         tpr |= vector;
638         lapic->tpr = tpr;
639 #endif
640 }
641
642 void
643 lapic_eoi(void)
644 {
645
646         lapic->eoi = 0;
647 }
648
649 void
650 lapic_handle_intr(int vector, struct trapframe *frame)
651 {
652         struct intsrc *isrc;
653
654         if (vector == -1)
655                 panic("Couldn't get vector from ISR!");
656         isrc = intr_lookup_source(apic_idt_to_irq(vector));
657         intr_execute_handlers(isrc, frame);
658 }
659
660 void
661 lapic_handle_timer(struct trapframe *frame)
662 {
663         struct lapic *la;
664
665         /* Send EOI first thing. */
666         lapic_eoi();
667
668 #if defined(SMP) && !defined(SCHED_ULE)
669         /*
670          * Don't do any accounting for the disabled HTT cores, since it
671          * will provide misleading numbers for the userland.
672          *
673          * No locking is necessary here, since even if we loose the race
674          * when hlt_cpus_mask changes it is not a big deal, really.
675          *
676          * Don't do that for ULE, since ULE doesn't consider hlt_cpus_mask
677          * and unlike other schedulers it actually schedules threads to
678          * those CPUs.
679          */
680         if ((hlt_cpus_mask & (1 << PCPU_GET(cpuid))) != 0)
681                 return;
682 #endif
683
684         /* Look up our local APIC structure for the tick counters. */
685         la = &lapics[PCPU_GET(apic_id)];
686         (*la->la_timer_count)++;
687         critical_enter();
688
689 #ifdef KDTRACE_HOOKS
690         /*
691          * If the DTrace hooks are configured and a callback function
692          * has been registered, then call it to process the high speed
693          * timers.
694          */
695         int cpu = PCPU_GET(cpuid);
696         if (lapic_cyclic_clock_func[cpu] != NULL)
697                 (*lapic_cyclic_clock_func[cpu])(frame);
698 #endif
699
700         /* Fire hardclock at hz. */
701         la->la_hard_ticks += hz;
702         if (la->la_hard_ticks >= lapic_timer_hz) {
703                 la->la_hard_ticks -= lapic_timer_hz;
704                 if (PCPU_GET(cpuid) == 0)
705                         hardclock(TRAPF_USERMODE(frame), TRAPF_PC(frame));
706                 else
707                         hardclock_cpu(TRAPF_USERMODE(frame));
708         }
709
710         /* Fire statclock at stathz. */
711         la->la_stat_ticks += stathz;
712         if (la->la_stat_ticks >= lapic_timer_hz) {
713                 la->la_stat_ticks -= lapic_timer_hz;
714                 statclock(TRAPF_USERMODE(frame));
715         }
716
717         /* Fire profclock at profhz, but only when needed. */
718         la->la_prof_ticks += profhz;
719         if (la->la_prof_ticks >= lapic_timer_hz) {
720                 la->la_prof_ticks -= lapic_timer_hz;
721                 if (profprocs != 0)
722                         profclock(TRAPF_USERMODE(frame), TRAPF_PC(frame));
723         }
724         critical_exit();
725 }
726
727 static void
728 lapic_timer_set_divisor(u_int divisor)
729 {
730
731         KASSERT(powerof2(divisor), ("lapic: invalid divisor %u", divisor));
732         KASSERT(ffs(divisor) <= sizeof(lapic_timer_divisors) /
733             sizeof(u_int32_t), ("lapic: invalid divisor %u", divisor));
734         lapic->dcr_timer = lapic_timer_divisors[ffs(divisor) - 1];
735 }
736
737 static void
738 lapic_timer_oneshot(u_int count)
739 {
740         u_int32_t value;
741
742         value = lapic->lvt_timer;
743         value &= ~APIC_LVTT_TM;
744         value |= APIC_LVTT_TM_ONE_SHOT;
745         lapic->lvt_timer = value;
746         lapic->icr_timer = count;
747 }
748
749 static void
750 lapic_timer_periodic(u_int count)
751 {
752         u_int32_t value;
753
754         value = lapic->lvt_timer;
755         value &= ~APIC_LVTT_TM;
756         value |= APIC_LVTT_TM_PERIODIC;
757         lapic->lvt_timer = value;
758         lapic->icr_timer = count;
759 }
760
761 static void
762 lapic_timer_enable_intr(void)
763 {
764         u_int32_t value;
765
766         value = lapic->lvt_timer;
767         value &= ~APIC_LVT_M;
768         lapic->lvt_timer = value;
769 }
770
771 /* Request a free IDT vector to be used by the specified IRQ. */
772 u_int
773 apic_alloc_vector(u_int irq)
774 {
775         u_int vector;
776
777         KASSERT(irq < NUM_IO_INTS, ("Invalid IRQ %u", irq));
778
779         /*
780          * Search for a free vector.  Currently we just use a very simple
781          * algorithm to find the first free vector.
782          */
783         mtx_lock_spin(&icu_lock);
784         for (vector = 0; vector < APIC_NUM_IOINTS; vector++) {
785                 if (ioint_irqs[vector] != 0)
786                         continue;
787                 ioint_irqs[vector] = irq;
788                 mtx_unlock_spin(&icu_lock);
789                 return (vector + APIC_IO_INTS);
790         }
791         mtx_unlock_spin(&icu_lock);
792         panic("Couldn't find an APIC vector for IRQ %u", irq);
793 }
794
795 /*
796  * Request 'count' free contiguous IDT vectors to be used by 'count'
797  * IRQs.  'count' must be a power of two and the vectors will be
798  * aligned on a boundary of 'align'.  If the request cannot be
799  * satisfied, 0 is returned.
800  */
801 u_int
802 apic_alloc_vectors(u_int *irqs, u_int count, u_int align)
803 {
804         u_int first, run, vector;
805
806         KASSERT(powerof2(count), ("bad count"));
807         KASSERT(powerof2(align), ("bad align"));
808         KASSERT(align >= count, ("align < count"));
809 #ifdef INVARIANTS
810         for (run = 0; run < count; run++)
811                 KASSERT(irqs[run] < NUM_IO_INTS, ("Invalid IRQ %u at index %u",
812                     irqs[run], run));
813 #endif
814
815         /*
816          * Search for 'count' free vectors.  As with apic_alloc_vector(),
817          * this just uses a simple first fit algorithm.
818          */
819         run = 0;
820         first = 0;
821         mtx_lock_spin(&icu_lock);
822         for (vector = 0; vector < APIC_NUM_IOINTS; vector++) {
823
824                 /* Vector is in use, end run. */
825                 if (ioint_irqs[vector] != 0) {
826                         run = 0;
827                         first = 0;
828                         continue;
829                 }
830
831                 /* Start a new run if run == 0 and vector is aligned. */
832                 if (run == 0) {
833                         if ((vector & (align - 1)) != 0)
834                                 continue;
835                         first = vector;
836                 }
837                 run++;
838
839                 /* Keep looping if the run isn't long enough yet. */
840                 if (run < count)
841                         continue;
842
843                 /* Found a run, assign IRQs and return the first vector. */
844                 for (vector = 0; vector < count; vector++)
845                         ioint_irqs[first + vector] = irqs[vector];
846                 mtx_unlock_spin(&icu_lock);
847                 return (first + APIC_IO_INTS);
848         }
849         mtx_unlock_spin(&icu_lock);
850         printf("APIC: Couldn't find APIC vectors for %u IRQs\n", count);
851         return (0);
852 }
853
854 void
855 apic_enable_vector(u_int vector)
856 {
857
858         KASSERT(vector != IDT_SYSCALL, ("Attempt to overwrite syscall entry"));
859         KASSERT(ioint_handlers[vector / 32] != NULL,
860             ("No ISR handler for vector %u", vector));
861         setidt(vector, ioint_handlers[vector / 32], SDT_SYS386IGT, SEL_KPL,
862             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
863 }
864
865 void
866 apic_disable_vector(u_int vector)
867 {
868
869         KASSERT(vector != IDT_SYSCALL, ("Attempt to overwrite syscall entry"));
870         KASSERT(ioint_handlers[vector / 32] != NULL,
871             ("No ISR handler for vector %u", vector));
872         setidt(vector, &IDTVEC(rsvd), SDT_SYS386TGT, SEL_KPL,
873             GSEL(GCODE_SEL, SEL_KPL));
874 }
875
876 /* Release an APIC vector when it's no longer in use. */
877 void
878 apic_free_vector(u_int vector, u_int irq)
879 {
880         KASSERT(vector >= APIC_IO_INTS && vector != IDT_SYSCALL &&
881             vector <= APIC_IO_INTS + APIC_NUM_IOINTS,
882             ("Vector %u does not map to an IRQ line", vector));
883         KASSERT(irq < NUM_IO_INTS, ("Invalid IRQ %u", irq));
884         KASSERT(ioint_irqs[vector - APIC_IO_INTS] == irq, ("IRQ mismatch"));
885         mtx_lock_spin(&icu_lock);
886         ioint_irqs[vector - APIC_IO_INTS] = 0;
887         mtx_unlock_spin(&icu_lock);
888 }
889
890 /* Map an IDT vector (APIC) to an IRQ (interrupt source). */
891 u_int
892 apic_idt_to_irq(u_int vector)
893 {
894
895         KASSERT(vector >= APIC_IO_INTS && vector != IDT_SYSCALL &&
896             vector <= APIC_IO_INTS + APIC_NUM_IOINTS,
897             ("Vector %u does not map to an IRQ line", vector));
898         return (ioint_irqs[vector - APIC_IO_INTS]);
899 }
900
901 #ifdef DDB
902 /*
903  * Dump data about APIC IDT vector mappings.
904  */
905 DB_SHOW_COMMAND(apic, db_show_apic)
906 {
907         struct intsrc *isrc;
908         int i, verbose;
909         u_int irq;
910
911         if (strcmp(modif, "vv") == 0)
912                 verbose = 2;
913         else if (strcmp(modif, "v") == 0)
914                 verbose = 1;
915         else
916                 verbose = 0;
917         for (i = 0; i < APIC_NUM_IOINTS + 1 && !db_pager_quit; i++) {
918                 irq = ioint_irqs[i];
919                 if (irq != 0 && irq != IRQ_SYSCALL) {
920                         db_printf("vec 0x%2x -> ", i + APIC_IO_INTS);
921                         if (irq == IRQ_TIMER)
922                                 db_printf("lapic timer\n");
923                         else if (irq < NUM_IO_INTS) {
924                                 isrc = intr_lookup_source(irq);
925                                 if (isrc == NULL || verbose == 0)
926                                         db_printf("IRQ %u\n", irq);
927                                 else
928                                         db_dump_intr_event(isrc->is_event,
929                                             verbose == 2);
930                         } else
931                                 db_printf("IRQ %u ???\n", irq);
932                 }
933         }
934 }
935
936 static void
937 dump_mask(const char *prefix, uint32_t v, int base)
938 {
939         int i, first;
940
941         first = 1;
942         for (i = 0; i < 32; i++)
943                 if (v & (1 << i)) {
944                         if (first) {
945                                 db_printf("%s:", prefix);
946                                 first = 0;
947                         }
948                         db_printf(" %02x", base + i);
949                 }
950         if (!first)
951                 db_printf("\n");
952 }
953
954 /* Show info from the lapic regs for this CPU. */
955 DB_SHOW_COMMAND(lapic, db_show_lapic)
956 {
957         uint32_t v;
958
959         db_printf("lapic ID = %d\n", lapic_id());
960         v = lapic->version;
961         db_printf("version  = %d.%d\n", (v & APIC_VER_VERSION) >> 4,
962             v & 0xf);
963         db_printf("max LVT  = %d\n", (v & APIC_VER_MAXLVT) >> MAXLVTSHIFT);
964         v = lapic->svr;
965         db_printf("SVR      = %02x (%s)\n", v & APIC_SVR_VECTOR,
966             v & APIC_SVR_ENABLE ? "enabled" : "disabled");
967         db_printf("TPR      = %02x\n", lapic->tpr);
968
969 #define dump_field(prefix, index)                                       \
970         dump_mask(__XSTRING(prefix ## index), lapic->prefix ## index,   \
971             index * 32)
972
973         db_printf("In-service Interrupts:\n");
974         dump_field(isr, 0);
975         dump_field(isr, 1);
976         dump_field(isr, 2);
977         dump_field(isr, 3);
978         dump_field(isr, 4);
979         dump_field(isr, 5);
980         dump_field(isr, 6);
981         dump_field(isr, 7);
982
983         db_printf("TMR Interrupts:\n");
984         dump_field(tmr, 0);
985         dump_field(tmr, 1);
986         dump_field(tmr, 2);
987         dump_field(tmr, 3);
988         dump_field(tmr, 4);
989         dump_field(tmr, 5);
990         dump_field(tmr, 6);
991         dump_field(tmr, 7);
992
993         db_printf("IRR Interrupts:\n");
994         dump_field(irr, 0);
995         dump_field(irr, 1);
996         dump_field(irr, 2);
997         dump_field(irr, 3);
998         dump_field(irr, 4);
999         dump_field(irr, 5);
1000         dump_field(irr, 6);
1001         dump_field(irr, 7);
1002
1003 #undef dump_field
1004 }
1005 #endif
1006
1007 /*
1008  * APIC probing support code.  This includes code to manage enumerators.
1009  */
1010
1011 static SLIST_HEAD(, apic_enumerator) enumerators =
1012         SLIST_HEAD_INITIALIZER(enumerators);
1013 static struct apic_enumerator *best_enum;
1014         
1015 void
1016 apic_register_enumerator(struct apic_enumerator *enumerator)
1017 {
1018 #ifdef INVARIANTS
1019         struct apic_enumerator *apic_enum;
1020
1021         SLIST_FOREACH(apic_enum, &enumerators, apic_next) {
1022                 if (apic_enum == enumerator)
1023                         panic("%s: Duplicate register of %s", __func__,
1024                             enumerator->apic_name);
1025         }
1026 #endif
1027         SLIST_INSERT_HEAD(&enumerators, enumerator, apic_next);
1028 }
1029
1030 /*
1031  * Probe the APIC enumerators, enumerate CPUs, and initialize the
1032  * local APIC.
1033  */
1034 static void
1035 apic_init(void *dummy __unused)
1036 {
1037         struct apic_enumerator *enumerator;
1038         uint64_t apic_base;
1039         int retval, best;
1040
1041         /* We only support built in local APICs. */
1042         if (!(cpu_feature & CPUID_APIC))
1043                 return;
1044
1045         /* Don't probe if APIC mode is disabled. */
1046         if (resource_disabled("apic", 0))
1047                 return;
1048
1049         /* First, probe all the enumerators to find the best match. */
1050         best_enum = NULL;
1051         best = 0;
1052         SLIST_FOREACH(enumerator, &enumerators, apic_next) {
1053                 retval = enumerator->apic_probe();
1054                 if (retval > 0)
1055                         continue;
1056                 if (best_enum == NULL || best < retval) {
1057                         best_enum = enumerator;
1058                         best = retval;
1059                 }
1060         }
1061         if (best_enum == NULL) {
1062                 if (bootverbose)
1063                         printf("APIC: Could not find any APICs.\n");
1064                 return;
1065         }
1066
1067         if (bootverbose)
1068                 printf("APIC: Using the %s enumerator.\n",
1069                     best_enum->apic_name);
1070
1071         /*
1072          * To work around an errata, we disable the local APIC on some
1073          * CPUs during early startup.  We need to turn the local APIC back
1074          * on on such CPUs now.
1075          */
1076         if (cpu == CPU_686 && strcmp(cpu_vendor, "GenuineIntel") == 0 &&
1077             (cpu_id & 0xff0) == 0x610) {
1078                 apic_base = rdmsr(MSR_APICBASE);
1079                 apic_base |= APICBASE_ENABLED;
1080                 wrmsr(MSR_APICBASE, apic_base);
1081         }
1082
1083         /* Second, probe the CPU's in the system. */
1084         retval = best_enum->apic_probe_cpus();
1085         if (retval != 0)
1086                 printf("%s: Failed to probe CPUs: returned %d\n",
1087                     best_enum->apic_name, retval);
1088
1089         /* Third, initialize the local APIC. */
1090         retval = best_enum->apic_setup_local();
1091         if (retval != 0)
1092                 printf("%s: Failed to setup the local APIC: returned %d\n",
1093                     best_enum->apic_name, retval);
1094 }
1095 SYSINIT(apic_init, SI_SUB_CPU, SI_ORDER_SECOND, apic_init, NULL);
1096
1097 /*
1098  * Setup the I/O APICs.
1099  */
1100 static void
1101 apic_setup_io(void *dummy __unused)
1102 {
1103         int retval;
1104
1105         if (best_enum == NULL)
1106                 return;
1107         retval = best_enum->apic_setup_io();
1108         if (retval != 0)
1109                 printf("%s: Failed to setup I/O APICs: returned %d\n",
1110                     best_enum->apic_name, retval);
1111
1112         /*
1113          * Finish setting up the local APIC on the BSP once we know how to
1114          * properly program the LINT pins.
1115          */
1116         lapic_setup(1);
1117         intr_register_pic(&lapic_pic);
1118         if (bootverbose)
1119                 lapic_dump("BSP");
1120
1121         /* Enable the MSI "pic". */
1122         msi_init();
1123 }
1124 SYSINIT(apic_setup_io, SI_SUB_INTR, SI_ORDER_SECOND, apic_setup_io, NULL);
1125
1126 #ifdef SMP
1127 /*
1128  * Inter Processor Interrupt functions.  The lapic_ipi_*() functions are
1129  * private to the sys/i386 code.  The public interface for the rest of the
1130  * kernel is defined in mp_machdep.c.
1131  */
1132 int
1133 lapic_ipi_wait(int delay)
1134 {
1135         int x, incr;
1136
1137         /*
1138          * Wait delay loops for IPI to be sent.  This is highly bogus
1139          * since this is sensitive to CPU clock speed.  If delay is
1140          * -1, we wait forever.
1141          */
1142         if (delay == -1) {
1143                 incr = 0;
1144                 delay = 1;
1145         } else
1146                 incr = 1;
1147         for (x = 0; x < delay; x += incr) {
1148                 if ((lapic->icr_lo & APIC_DELSTAT_MASK) == APIC_DELSTAT_IDLE)
1149                         return (1);
1150                 ia32_pause();
1151         }
1152         return (0);
1153 }
1154
1155 void
1156 lapic_ipi_raw(register_t icrlo, u_int dest)
1157 {
1158         register_t value, eflags;
1159
1160         /* XXX: Need more sanity checking of icrlo? */
1161         KASSERT(lapic != NULL, ("%s called too early", __func__));
1162         KASSERT((dest & ~(APIC_ID_MASK >> APIC_ID_SHIFT)) == 0,
1163             ("%s: invalid dest field", __func__));
1164         KASSERT((icrlo & APIC_ICRLO_RESV_MASK) == 0,
1165             ("%s: reserved bits set in ICR LO register", __func__));
1166
1167         /* Set destination in ICR HI register if it is being used. */
1168         eflags = intr_disable();
1169         if ((icrlo & APIC_DEST_MASK) == APIC_DEST_DESTFLD) {
1170                 value = lapic->icr_hi;
1171                 value &= ~APIC_ID_MASK;
1172                 value |= dest << APIC_ID_SHIFT;
1173                 lapic->icr_hi = value;
1174         }
1175
1176         /* Program the contents of the IPI and dispatch it. */
1177         value = lapic->icr_lo;
1178         value &= APIC_ICRLO_RESV_MASK;
1179         value |= icrlo;
1180         lapic->icr_lo = value;
1181         intr_restore(eflags);
1182 }
1183
1184 #define BEFORE_SPIN     1000000
1185 #ifdef DETECT_DEADLOCK
1186 #define AFTER_SPIN      1000
1187 #endif
1188
1189 void
1190 lapic_ipi_vectored(u_int vector, int dest)
1191 {
1192         register_t icrlo, destfield;
1193
1194         KASSERT((vector & ~APIC_VECTOR_MASK) == 0,
1195             ("%s: invalid vector %d", __func__, vector));
1196
1197         icrlo = vector | APIC_DELMODE_FIXED | APIC_DESTMODE_PHY |
1198             APIC_LEVEL_DEASSERT | APIC_TRIGMOD_EDGE;
1199         destfield = 0;
1200         switch (dest) {
1201         case APIC_IPI_DEST_SELF:
1202                 icrlo |= APIC_DEST_SELF;
1203                 break;
1204         case APIC_IPI_DEST_ALL:
1205                 icrlo |= APIC_DEST_ALLISELF;
1206                 break;
1207         case APIC_IPI_DEST_OTHERS:
1208                 icrlo |= APIC_DEST_ALLESELF;
1209                 break;
1210         default:
1211                 KASSERT((dest & ~(APIC_ID_MASK >> APIC_ID_SHIFT)) == 0,
1212                     ("%s: invalid destination 0x%x", __func__, dest));
1213                 destfield = dest;
1214         }
1215
1216         /* Wait for an earlier IPI to finish. */
1217         if (!lapic_ipi_wait(BEFORE_SPIN)) {
1218                 if (panicstr != NULL)
1219                         return;
1220                 else
1221                         panic("APIC: Previous IPI is stuck");
1222         }
1223
1224         lapic_ipi_raw(icrlo, destfield);
1225
1226 #ifdef DETECT_DEADLOCK
1227         /* Wait for IPI to be delivered. */
1228         if (!lapic_ipi_wait(AFTER_SPIN)) {
1229 #ifdef needsattention
1230                 /*
1231                  * XXX FIXME:
1232                  *
1233                  * The above function waits for the message to actually be
1234                  * delivered.  It breaks out after an arbitrary timeout
1235                  * since the message should eventually be delivered (at
1236                  * least in theory) and that if it wasn't we would catch
1237                  * the failure with the check above when the next IPI is
1238                  * sent.
1239                  *
1240                  * We could skip this wait entirely, EXCEPT it probably
1241                  * protects us from other routines that assume that the
1242                  * message was delivered and acted upon when this function
1243                  * returns.
1244                  */
1245                 printf("APIC: IPI might be stuck\n");
1246 #else /* !needsattention */
1247                 /* Wait until mesage is sent without a timeout. */
1248                 while (lapic->icr_lo & APIC_DELSTAT_PEND)
1249                         ia32_pause();
1250 #endif /* needsattention */
1251         }
1252 #endif /* DETECT_DEADLOCK */
1253 }
1254 #endif /* SMP */