arch/x86_64/kernel/apic.c

   1 /*
   2  *      Local APIC handling, local APIC timers
   3  *
   4  *      (c) 1999, 2000 Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
   5  *
   6  *      Fixes
   7  *      Maciej W. Rozycki       :       Bits for genuine 82489DX APICs;
   8  *                                      thanks to Eric Gilmore
   9  *                                      and Rolf G. Tews
  10  *                                      for testing these extensively.
  11  *      Maciej W. Rozycki       :       Various updates and fixes.
  12  *      Mikael Pettersson       :       Power Management for UP-APIC.
  13  *      Pavel Machek and
  14  *      Mikael Pettersson       :       PM converted to driver model.
  15  */
  16
  17 #include <linux/config.h>
  18 #include <linux/init.h>
  19
  20 #include <linux/mm.h>
  21 #include <linux/delay.h>
  22 #include <linux/bootmem.h>
  23 #include <linux/smp_lock.h>
  24 #include <linux/interrupt.h>
  25 #include <linux/mc146818rtc.h>
  26 #include <linux/kernel_stat.h>
  27 #include <linux/sysdev.h>
  28 #include <linux/module.h>
  29
  30 #include <asm/atomic.h>
  31 #include <asm/smp.h>
  32 #include <asm/mtrr.h>
  33 #include <asm/mpspec.h>
  34 #include <asm/pgalloc.h>
  35 #include <asm/mach_apic.h>
  36 #include <asm/nmi.h>
  37 #include <asm/idle.h>
  38
  39 int apic_verbosity;
  40
  41 int disable_apic_timer __initdata;
  42
  43 /*
  44  * cpu_mask that denotes the CPUs that needs timer interrupt coming in as
  45  * IPIs in place of local APIC timers
  46  */
  47 static cpumask_t timer_interrupt_broadcast_ipi_mask;
  48
  49 /* Using APIC to generate smp_local_timer_interrupt? */
  50 int using_apic_timer = 0;
  51
  52 static void apic_pm_activate(void);
  53
  54 void enable_NMI_through_LVT0 (void * dummy)
  55 {
  56         unsigned int v;
  57
  58         v = APIC_DM_NMI;                        /* unmask and set to NMI */
  59         apic_write(APIC_LVT0, v);
  60 }
  61
  62 int get_maxlvt(void)
  63 {
  64         unsigned int v, maxlvt;
  65
  66         v = apic_read(APIC_LVR);
  67         maxlvt = GET_APIC_MAXLVT(v);
  68         return maxlvt;
  69 }
  70
  71 void clear_local_APIC(void)
  72 {
  73         int maxlvt;
  74         unsigned int v;
  75
  76         maxlvt = get_maxlvt();
  77
  78         /*
  79          * Masking an LVT entry on a P6 can trigger a local APIC error
  80          * if the vector is zero. Mask LVTERR first to prevent this.
  81          */
  82         if (maxlvt >= 3) {
  83                 v = ERROR_APIC_VECTOR; /* any non-zero vector will do */
  84                 apic_write(APIC_LVTERR, v | APIC_LVT_MASKED);
  85         }
  86         /*
  87          * Careful: we have to set masks only first to deassert
  88          * any level-triggered sources.
  89          */
  90         v = apic_read(APIC_LVTT);
  91         apic_write(APIC_LVTT, v | APIC_LVT_MASKED);
  92         v = apic_read(APIC_LVT0);
  93         apic_write(APIC_LVT0, v | APIC_LVT_MASKED);
  94         v = apic_read(APIC_LVT1);
  95         apic_write(APIC_LVT1, v | APIC_LVT_MASKED);
  96         if (maxlvt >= 4) {
  97                 v = apic_read(APIC_LVTPC);
  98                 apic_write(APIC_LVTPC, v | APIC_LVT_MASKED);
  99         }
 100
 101         /*
 102          * Clean APIC state for other OSs:
 103          */
 104         apic_write(APIC_LVTT, APIC_LVT_MASKED);
 105         apic_write(APIC_LVT0, APIC_LVT_MASKED);
 106         apic_write(APIC_LVT1, APIC_LVT_MASKED);
 107         if (maxlvt >= 3)
 108                 apic_write(APIC_LVTERR, APIC_LVT_MASKED);
 109         if (maxlvt >= 4)
 110                 apic_write(APIC_LVTPC, APIC_LVT_MASKED);
 111         v = GET_APIC_VERSION(apic_read(APIC_LVR));
 112         apic_write(APIC_ESR, 0);
 113         apic_read(APIC_ESR);
 114 }
 115
 116 void __init connect_bsp_APIC(void)
 117 {
 118         if (pic_mode) {
 119                 /*
 120                  * Do not trust the local APIC being empty at bootup.
 121                  */
 122                 clear_local_APIC();
 123                 /*
 124                  * PIC mode, enable APIC mode in the IMCR, i.e.
 125                  * connect BSP's local APIC to INT and NMI lines.
 126                  */
 127                 apic_printk(APIC_VERBOSE, "leaving PIC mode, enabling APIC mode.\n");
 128                 outb(0x70, 0x22);
 129                 outb(0x01, 0x23);
 130         }
 131 }
 132
 133 void disconnect_bsp_APIC(int virt_wire_setup)
 134 {
 135         if (pic_mode) {
 136                 /*
 137                  * Put the board back into PIC mode (has an effect
 138                  * only on certain older boards).  Note that APIC
 139                  * interrupts, including IPIs, won't work beyond
 140                  * this point!  The only exception are INIT IPIs.
 141                  */
 142                 apic_printk(APIC_QUIET, "disabling APIC mode, entering PIC mode.\n");
 143                 outb(0x70, 0x22);
 144                 outb(0x00, 0x23);
 145         }
 146         else {
 147                 /* Go back to Virtual Wire compatibility mode */
 148                 unsigned long value;
 149
 150                 /* For the spurious interrupt use vector F, and enable it */
 151                 value = apic_read(APIC_SPIV);
 152                 value &= ~APIC_VECTOR_MASK;
 153                 value |= APIC_SPIV_APIC_ENABLED;
 154                 value |= 0xf;
 155                 apic_write(APIC_SPIV, value);
 156
 157                 if (!virt_wire_setup) {
 158                         /* For LVT0 make it edge triggered, active high, external and enabled */
 159                         value = apic_read(APIC_LVT0);
 160                         value &= ~(APIC_MODE_MASK | APIC_SEND_PENDING |
 161                                 APIC_INPUT_POLARITY | APIC_LVT_REMOTE_IRR |
 162                                 APIC_LVT_LEVEL_TRIGGER | APIC_LVT_MASKED );
 163                         value |= APIC_LVT_REMOTE_IRR | APIC_SEND_PENDING;
 164                         value = SET_APIC_DELIVERY_MODE(value, APIC_MODE_EXTINT);
 165                         apic_write(APIC_LVT0, value);
 166                 }
 167                 else {
 168                         /* Disable LVT0 */
 169                         apic_write(APIC_LVT0, APIC_LVT_MASKED);
 170                 }
 171
 172                 /* For LVT1 make it edge triggered, active high, nmi and enabled */
 173                 value = apic_read(APIC_LVT1);
 174                 value &= ~(
 175                         APIC_MODE_MASK | APIC_SEND_PENDING |
 176                         APIC_INPUT_POLARITY | APIC_LVT_REMOTE_IRR |
 177                         APIC_LVT_LEVEL_TRIGGER | APIC_LVT_MASKED);
 178                 value |= APIC_LVT_REMOTE_IRR | APIC_SEND_PENDING;
 179                 value = SET_APIC_DELIVERY_MODE(value, APIC_MODE_NMI);
 180                 apic_write(APIC_LVT1, value);
 181         }
 182 }
 183
 184 void disable_local_APIC(void)
 185 {
 186         unsigned int value;
 187
 188         clear_local_APIC();
 189
 190         /*
 191          * Disable APIC (implies clearing of registers
 192          * for 82489DX!).
 193          */
 194         value = apic_read(APIC_SPIV);
 195         value &= ~APIC_SPIV_APIC_ENABLED;
 196         apic_write(APIC_SPIV, value);
 197 }
 198
 199 /*
 200  * This is to verify that we're looking at a real local APIC.
 201  * Check these against your board if the CPUs aren't getting
 202  * started for no apparent reason.
 203  */
 204 int __init verify_local_APIC(void)
 205 {
 206         unsigned int reg0, reg1;
 207
 208         /*
 209          * The version register is read-only in a real APIC.
 210          */
 211         reg0 = apic_read(APIC_LVR);
 212         apic_printk(APIC_DEBUG, "Getting VERSION: %x\n", reg0);
 213         apic_write(APIC_LVR, reg0 ^ APIC_LVR_MASK);
 214         reg1 = apic_read(APIC_LVR);
 215         apic_printk(APIC_DEBUG, "Getting VERSION: %x\n", reg1);
 216
 217         /*
 218          * The two version reads above should print the same
 219          * numbers.  If the second one is different, then we
 220          * poke at a non-APIC.
 221          */
 222         if (reg1 != reg0)
 223                 return 0;
 224
 225         /*
 226          * Check if the version looks reasonably.
 227          */
 228         reg1 = GET_APIC_VERSION(reg0);
 229         if (reg1 == 0x00 || reg1 == 0xff)
 230                 return 0;
 231         reg1 = get_maxlvt();
 232         if (reg1 < 0x02 || reg1 == 0xff)
 233                 return 0;
 234
 235         /*
 236          * The ID register is read/write in a real APIC.
 237          */
 238         reg0 = apic_read(APIC_ID);
 239         apic_printk(APIC_DEBUG, "Getting ID: %x\n", reg0);
 240         apic_write(APIC_ID, reg0 ^ APIC_ID_MASK);
 241         reg1 = apic_read(APIC_ID);
 242         apic_printk(APIC_DEBUG, "Getting ID: %x\n", reg1);
 243         apic_write(APIC_ID, reg0);
 244         if (reg1 != (reg0 ^ APIC_ID_MASK))
 245                 return 0;
 246
 247         /*
 248          * The next two are just to see if we have sane values.
 249          * They're only really relevant if we're in Virtual Wire
 250          * compatibility mode, but most boxes are anymore.
 251          */
 252         reg0 = apic_read(APIC_LVT0);
 253         apic_printk(APIC_DEBUG,"Getting LVT0: %x\n", reg0);
 254         reg1 = apic_read(APIC_LVT1);
 255         apic_printk(APIC_DEBUG, "Getting LVT1: %x\n", reg1);
 256
 257         return 1;
 258 }
 259
 260 void __init sync_Arb_IDs(void)
 261 {
 262         /* Unsupported on P4 - see Intel Dev. Manual Vol. 3, Ch. 8.6.1 */
 263         unsigned int ver = GET_APIC_VERSION(apic_read(APIC_LVR));
 264         if (ver >= 0x14)        /* P4 or higher */
 265                 return;
 266
 267         /*
 268          * Wait for idle.
 269          */
 270         apic_wait_icr_idle();
 271
 272         apic_printk(APIC_DEBUG, "Synchronizing Arb IDs.\n");
 273         apic_write(APIC_ICR, APIC_DEST_ALLINC | APIC_INT_LEVELTRIG
 274                                 | APIC_DM_INIT);
 275 }
 276
 277 extern void __error_in_apic_c (void);
 278
 279 /*
 280  * An initial setup of the virtual wire mode.
 281  */
 282 void __init init_bsp_APIC(void)
 283 {
 284         unsigned int value;
 285
 286         /*
 287          * Don't do the setup now if we have a SMP BIOS as the
 288          * through-I/O-APIC virtual wire mode might be active.
 289          */
 290         if (smp_found_config || !cpu_has_apic)
 291                 return;
 292
 293         value = apic_read(APIC_LVR);
 294
 295         /*
 296          * Do not trust the local APIC being empty at bootup.
 297          */
 298         clear_local_APIC();
 299
 300         /*
 301          * Enable APIC.
 302          */
 303         value = apic_read(APIC_SPIV);
 304         value &= ~APIC_VECTOR_MASK;
 305         value |= APIC_SPIV_APIC_ENABLED;
 306         value |= APIC_SPIV_FOCUS_DISABLED;
 307         value |= SPURIOUS_APIC_VECTOR;
 308         apic_write(APIC_SPIV, value);
 309
 310         /*
 311          * Set up the virtual wire mode.
 312          */
 313         apic_write(APIC_LVT0, APIC_DM_EXTINT);
 314         value = APIC_DM_NMI;
 315         apic_write(APIC_LVT1, value);
 316 }
 317
 318 void __cpuinit setup_local_APIC (void)
 319 {
 320         unsigned int value, maxlvt;
 321
 322         value = apic_read(APIC_LVR);
 323
 324         if ((SPURIOUS_APIC_VECTOR & 0x0f) != 0x0f)
 325                 __error_in_apic_c();
 326
 327         /*
 328          * Double-check whether this APIC is really registered.
 329          * This is meaningless in clustered apic mode, so we skip it.
 330          */
 331         if (!apic_id_registered())
 332                 BUG();
 333
 334         /*
 335          * Intel recommends to set DFR, LDR and TPR before enabling
 336          * an APIC.  See e.g. "AP-388 82489DX User's Manual" (Intel
 337          * document number 292116).  So here it goes...
 338          */
 339         init_apic_ldr();
 340
 341         /*
 342          * Set Task Priority to 'accept all'. We never change this
 343          * later on.
 344          */
 345         value = apic_read(APIC_TASKPRI);
 346         value &= ~APIC_TPRI_MASK;
 347         apic_write(APIC_TASKPRI, value);
 348
 349         /*
 350          * Now that we are all set up, enable the APIC
 351          */
 352         value = apic_read(APIC_SPIV);
 353         value &= ~APIC_VECTOR_MASK;
 354         /*
 355          * Enable APIC
 356          */
 357         value |= APIC_SPIV_APIC_ENABLED;
 358
 359         /*
 360          * Some unknown Intel IO/APIC (or APIC) errata is biting us with
 361          * certain networking cards. If high frequency interrupts are
 362          * happening on a particular IOAPIC pin, plus the IOAPIC routing
 363          * entry is masked/unmasked at a high rate as well then sooner or
 364          * later IOAPIC line gets 'stuck', no more interrupts are received
 365          * from the device. If focus CPU is disabled then the hang goes
 366          * away, oh well :-(
 367          *
 368          * [ This bug can be reproduced easily with a level-triggered
 369          *   PCI Ne2000 networking cards and PII/PIII processors, dual
 370          *   BX chipset. ]
 371          */
 372         /*
 373          * Actually disabling the focus CPU check just makes the hang less
 374          * frequent as it makes the interrupt distributon model be more
 375          * like LRU than MRU (the short-term load is more even across CPUs).
 376          * See also the comment in end_level_ioapic_irq().  --macro
 377          */
 378 #if 1
 379         /* Enable focus processor (bit==0) */
 380         value &= ~APIC_SPIV_FOCUS_DISABLED;
 381 #else
 382         /* Disable focus processor (bit==1) */
 383         value |= APIC_SPIV_FOCUS_DISABLED;
 384 #endif
 385         /*
 386          * Set spurious IRQ vector
 387          */
 388         value |= SPURIOUS_APIC_VECTOR;
 389         apic_write(APIC_SPIV, value);
 390
 391         /*
 392          * Set up LVT0, LVT1:
 393          *
 394          * set up through-local-APIC on the BP's LINT0. This is not
 395          * strictly necessary in pure symmetric-IO mode, but sometimes
 396          * we delegate interrupts to the 8259A.
 397          */
 398         /*
 399          * TODO: set up through-local-APIC from through-I/O-APIC? --macro
 400          */
 401         value = apic_read(APIC_LVT0) & APIC_LVT_MASKED;
 402         if (!smp_processor_id() && (pic_mode || !value)) {
 403                 value = APIC_DM_EXTINT;
 404                 apic_printk(APIC_VERBOSE, "enabled ExtINT on CPU#%d\n", smp_processor_id());
 405         } else {
 406                 value = APIC_DM_EXTINT | APIC_LVT_MASKED;
 407                 apic_printk(APIC_VERBOSE, "masked ExtINT on CPU#%d\n", smp_processor_id());
 408         }
 409         apic_write(APIC_LVT0, value);
 410
 411         /*
 412          * only the BP should see the LINT1 NMI signal, obviously.
 413          */
 414         if (!smp_processor_id())
 415                 value = APIC_DM_NMI;
 416         else
 417                 value = APIC_DM_NMI | APIC_LVT_MASKED;
 418         apic_write(APIC_LVT1, value);
 419
 420         {
 421                 unsigned oldvalue;
 422                 maxlvt = get_maxlvt();
 423                 oldvalue = apic_read(APIC_ESR);
 424                 value = ERROR_APIC_VECTOR;      // enables sending errors
 425                 apic_write(APIC_LVTERR, value);
 426                 /*
 427                  * spec says clear errors after enabling vector.
 428                  */
 429                 if (maxlvt > 3)
 430                         apic_write(APIC_ESR, 0);
 431                 value = apic_read(APIC_ESR);
 432                 if (value != oldvalue)
 433                         apic_printk(APIC_VERBOSE,
 434                         "ESR value after enabling vector: %08x, after %08x\n",
 435                         oldvalue, value);
 436         }
 437
 438         nmi_watchdog_default();
 439         if (nmi_watchdog == NMI_LOCAL_APIC)
 440                 setup_apic_nmi_watchdog();
 441         apic_pm_activate();
 442 }
 443
 444 #ifdef CONFIG_PM
 445
 446 static struct {
 447         /* 'active' is true if the local APIC was enabled by us and
 448            not the BIOS; this signifies that we are also responsible
 449            for disabling it before entering apm/acpi suspend */
 450         int active;
 451         /* r/w apic fields */
 452         unsigned int apic_id;
 453         unsigned int apic_taskpri;
 454         unsigned int apic_ldr;
 455         unsigned int apic_dfr;
 456         unsigned int apic_spiv;
 457         unsigned int apic_lvtt;
 458         unsigned int apic_lvtpc;
 459         unsigned int apic_lvt0;
 460         unsigned int apic_lvt1;
 461         unsigned int apic_lvterr;
 462         unsigned int apic_tmict;
 463         unsigned int apic_tdcr;
 464         unsigned int apic_thmr;
 465 } apic_pm_state;
 466
 467 static int lapic_suspend(struct sys_device *dev, pm_message_t state)
 468 {
 469         unsigned long flags;
 470
 471         if (!apic_pm_state.active)
 472                 return 0;
 473
 474         apic_pm_state.apic_id = apic_read(APIC_ID);
 475         apic_pm_state.apic_taskpri = apic_read(APIC_TASKPRI);
 476         apic_pm_state.apic_ldr = apic_read(APIC_LDR);
 477         apic_pm_state.apic_dfr = apic_read(APIC_DFR);
 478         apic_pm_state.apic_spiv = apic_read(APIC_SPIV);
 479         apic_pm_state.apic_lvtt = apic_read(APIC_LVTT);
 480         apic_pm_state.apic_lvtpc = apic_read(APIC_LVTPC);
 481         apic_pm_state.apic_lvt0 = apic_read(APIC_LVT0);
 482         apic_pm_state.apic_lvt1 = apic_read(APIC_LVT1);
 483         apic_pm_state.apic_lvterr = apic_read(APIC_LVTERR);
 484         apic_pm_state.apic_tmict = apic_read(APIC_TMICT);
 485         apic_pm_state.apic_tdcr = apic_read(APIC_TDCR);
 486         apic_pm_state.apic_thmr = apic_read(APIC_LVTTHMR);
 487         local_save_flags(flags);
 488         local_irq_disable();
 489         disable_local_APIC();
 490         local_irq_restore(flags);
 491         return 0;
 492 }
 493
 494 static int lapic_resume(struct sys_device *dev)
 495 {
 496         unsigned int l, h;
 497         unsigned long flags;
 498
 499         if (!apic_pm_state.active)
 500                 return 0;
 501
 502         /* XXX: Pavel needs this for S3 resume, but can't explain why */
 503         set_fixmap_nocache(FIX_APIC_BASE, APIC_DEFAULT_PHYS_BASE);
 504
 505         local_irq_save(flags);
 506         rdmsr(MSR_IA32_APICBASE, l, h);
 507         l &= ~MSR_IA32_APICBASE_BASE;
 508         l |= MSR_IA32_APICBASE_ENABLE | APIC_DEFAULT_PHYS_BASE;
 509         wrmsr(MSR_IA32_APICBASE, l, h);
 510         apic_write(APIC_LVTERR, ERROR_APIC_VECTOR | APIC_LVT_MASKED);
 511         apic_write(APIC_ID, apic_pm_state.apic_id);
 512         apic_write(APIC_DFR, apic_pm_state.apic_dfr);
 513         apic_write(APIC_LDR, apic_pm_state.apic_ldr);
 514         apic_write(APIC_TASKPRI, apic_pm_state.apic_taskpri);
 515         apic_write(APIC_SPIV, apic_pm_state.apic_spiv);
 516         apic_write(APIC_LVT0, apic_pm_state.apic_lvt0);
 517         apic_write(APIC_LVT1, apic_pm_state.apic_lvt1);
 518         apic_write(APIC_LVTTHMR, apic_pm_state.apic_thmr);
 519         apic_write(APIC_LVTPC, apic_pm_state.apic_lvtpc);
 520         apic_write(APIC_LVTT, apic_pm_state.apic_lvtt);
 521         apic_write(APIC_TDCR, apic_pm_state.apic_tdcr);
 522         apic_write(APIC_TMICT, apic_pm_state.apic_tmict);
 523         apic_write(APIC_ESR, 0);
 524         apic_read(APIC_ESR);
 525         apic_write(APIC_LVTERR, apic_pm_state.apic_lvterr);
 526         apic_write(APIC_ESR, 0);
 527         apic_read(APIC_ESR);
 528         local_irq_restore(flags);
 529         return 0;
 530 }
 531
 532 static struct sysdev_class lapic_sysclass = {
 533         set_kset_name("lapic"),
 534         .resume         = lapic_resume,
 535         .suspend        = lapic_suspend,
 536 };
 537
 538 static struct sys_device device_lapic = {
 539         .id             = 0,
 540         .cls            = &lapic_sysclass,
 541 };
 542
 543 static void __cpuinit apic_pm_activate(void)
 544 {
 545         apic_pm_state.active = 1;
 546 }
 547
 548 static int __init init_lapic_sysfs(void)
 549 {
 550         int error;
 551         if (!cpu_has_apic)
 552                 return 0;
 553         /* XXX: remove suspend/resume procs if !apic_pm_state.active? */
 554         error = sysdev_class_register(&lapic_sysclass);
 555         if (!error)
 556                 error = sysdev_register(&device_lapic);
 557         return error;
 558 }
 559 device_initcall(init_lapic_sysfs);
 560
 561 #else   /* CONFIG_PM */
 562
 563 static void apic_pm_activate(void) { }
 564
 565 #endif  /* CONFIG_PM */
 566
 567 static int __init apic_set_verbosity(char *str)
 568 {
 569         if (strcmp("debug", str) == 0)
 570                 apic_verbosity = APIC_DEBUG;
 571         else if (strcmp("verbose", str) == 0)
 572                 apic_verbosity = APIC_VERBOSE;
 573         else
 574                 printk(KERN_WARNING "APIC Verbosity level %s not recognised"
 575                                 " use apic=verbose or apic=debug", str);
 576
 577         return 0;
 578 }
 579
 580 __setup("apic=", apic_set_verbosity);
 581
 582 /*
 583  * Detect and enable local APICs on non-SMP boards.
 584  * Original code written by Keir Fraser.
 585  * On AMD64 we trust the BIOS - if it says no APIC it is likely
 586  * not correctly set up (usually the APIC timer won't work etc.)
 587  */
 588
 589 static int __init detect_init_APIC (void)
 590 {
 591         if (!cpu_has_apic) {
 592                 printk(KERN_INFO "No local APIC present\n");
 593                 return -1;
 594         }
 595
 596         mp_lapic_addr = APIC_DEFAULT_PHYS_BASE;
 597         boot_cpu_id = 0;
 598         return 0;
 599 }
 600
 601 void __init init_apic_mappings(void)
 602 {
 603         unsigned long apic_phys;
 604
 605         /*
 606          * If no local APIC can be found then set up a fake all
 607          * zeroes page to simulate the local APIC and another
 608          * one for the IO-APIC.
 609          */
 610         if (!smp_found_config && detect_init_APIC()) {
 611                 apic_phys = (unsigned long) alloc_bootmem_pages(PAGE_SIZE);
 612                 apic_phys = __pa(apic_phys);
 613         } else
 614                 apic_phys = mp_lapic_addr;
 615
 616         set_fixmap_nocache(FIX_APIC_BASE, apic_phys);
 617         apic_printk(APIC_VERBOSE,"mapped APIC to %16lx (%16lx)\n", APIC_BASE, apic_phys);
 618
 619         /*
 620          * Fetch the APIC ID of the BSP in case we have a
 621          * default configuration (or the MP table is broken).
 622          */
 623         boot_cpu_id = GET_APIC_ID(apic_read(APIC_ID));
 624
 625 #ifdef CONFIG_X86_IO_APIC
 626         {
 627                 unsigned long ioapic_phys, idx = FIX_IO_APIC_BASE_0;
 628                 int i;
 629
 630                 for (i = 0; i < nr_ioapics; i++) {
 631                         if (smp_found_config) {
 632                                 ioapic_phys = mp_ioapics[i].mpc_apicaddr;
 633                         } else {
 634                                 ioapic_phys = (unsigned long) alloc_bootmem_pages(PAGE_SIZE);
 635                                 ioapic_phys = __pa(ioapic_phys);
 636                         }
 637                         set_fixmap_nocache(idx, ioapic_phys);
 638                         apic_printk(APIC_VERBOSE,"mapped IOAPIC to %016lx (%016lx)\n",
 639                                         __fix_to_virt(idx), ioapic_phys);
 640                         idx++;
 641                 }
 642         }
 643 #endif
 644 }
 645
 646 /*
 647  * This function sets up the local APIC timer, with a timeout of
 648  * 'clocks' APIC bus clock. During calibration we actually call
 649  * this function twice on the boot CPU, once with a bogus timeout
 650  * value, second time for real. The other (noncalibrating) CPUs
 651  * call this function only once, with the real, calibrated value.
 652  *
 653  * We do reads before writes even if unnecessary, to get around the
 654  * P5 APIC double write bug.
 655  */
 656
 657 #define APIC_DIVISOR 16
 658
 659 static void __setup_APIC_LVTT(unsigned int clocks)
 660 {
 661         unsigned int lvtt_value, tmp_value, ver;
 662         int cpu = smp_processor_id();
 663
 664         ver = GET_APIC_VERSION(apic_read(APIC_LVR));
 665         lvtt_value = APIC_LVT_TIMER_PERIODIC | LOCAL_TIMER_VECTOR;
 666
 667         if (cpu_isset(cpu, timer_interrupt_broadcast_ipi_mask))
 668                 lvtt_value |= APIC_LVT_MASKED;
 669
 670         apic_write(APIC_LVTT, lvtt_value);
 671
 672         /*
 673          * Divide PICLK by 16
 674          */
 675         tmp_value = apic_read(APIC_TDCR);
 676         apic_write(APIC_TDCR, (tmp_value
 677                                 & ~(APIC_TDR_DIV_1 | APIC_TDR_DIV_TMBASE))
 678                                 | APIC_TDR_DIV_16);
 679
 680         apic_write(APIC_TMICT, clocks/APIC_DIVISOR);
 681 }
 682
 683 static void setup_APIC_timer(unsigned int clocks)
 684 {
 685         unsigned long flags;
 686
 687         local_irq_save(flags);
 688
 689         /* wait for irq slice */
 690         if (vxtime.hpet_address) {
 691                 int trigger = hpet_readl(HPET_T0_CMP);
 692                 while (hpet_readl(HPET_COUNTER) >= trigger)
 693                         /* do nothing */ ;
 694                 while (hpet_readl(HPET_COUNTER) <  trigger)
 695                         /* do nothing */ ;
 696         } else {
 697                 int c1, c2;
 698                 outb_p(0x00, 0x43);
 699                 c2 = inb_p(0x40);
 700                 c2 |= inb_p(0x40) << 8;
 701                 do {
 702                         c1 = c2;
 703                         outb_p(0x00, 0x43);
 704                         c2 = inb_p(0x40);
 705                         c2 |= inb_p(0x40) << 8;
 706                 } while (c2 - c1 < 300);
 707         }
 708
 709         __setup_APIC_LVTT(clocks);
 710
 711         local_irq_restore(flags);
 712 }
 713
 714 /*
 715  * In this function we calibrate APIC bus clocks to the external
 716  * timer. Unfortunately we cannot use jiffies and the timer irq
 717  * to calibrate, since some later bootup code depends on getting
 718  * the first irq? Ugh.
 719  *
 720  * We want to do the calibration only once since we
 721  * want to have local timer irqs syncron. CPUs connected
 722  * by the same APIC bus have the very same bus frequency.
 723  * And we want to have irqs off anyways, no accidental
 724  * APIC irq that way.
 725  */
 726
 727 #define TICK_COUNT 100000000
 728
 729 static int __init calibrate_APIC_clock(void)
 730 {
 731         int apic, apic_start, tsc, tsc_start;
 732         int result;
 733         /*
 734          * Put whatever arbitrary (but long enough) timeout
 735          * value into the APIC clock, we just want to get the
 736          * counter running for calibration.
 737          */
 738         __setup_APIC_LVTT(1000000000);
 739
 740         apic_start = apic_read(APIC_TMCCT);
 741         rdtscl(tsc_start);
 742
 743         do {
 744                 apic = apic_read(APIC_TMCCT);
 745                 rdtscl(tsc);
 746         } while ((tsc - tsc_start) < TICK_COUNT && (apic - apic_start) < TICK_COUNT);
 747
 748         result = (apic_start - apic) * 1000L * cpu_khz / (tsc - tsc_start);
 749
 750         printk(KERN_INFO "Detected %d.%03d MHz APIC timer.\n",
 751                 result / 1000 / 1000, result / 1000 % 1000);
 752
 753         return result * APIC_DIVISOR / HZ;
 754 }
 755
 756 static unsigned int calibration_result;
 757
 758 void __init setup_boot_APIC_clock (void)
 759 {
 760         if (disable_apic_timer) {
 761                 printk(KERN_INFO "Disabling APIC timer\n");
 762                 return;
 763         }
 764
 765         printk(KERN_INFO "Using local APIC timer interrupts.\n");
 766         using_apic_timer = 1;
 767
 768         local_irq_disable();
 769
 770         calibration_result = calibrate_APIC_clock();
 771         /*
 772          * Now set up the timer for real.
 773          */
 774         setup_APIC_timer(calibration_result);
 775
 776         local_irq_enable();
 777 }
 778
 779 void __cpuinit setup_secondary_APIC_clock(void)
 780 {
 781         local_irq_disable(); /* FIXME: Do we need this? --RR */
 782         setup_APIC_timer(calibration_result);
 783         local_irq_enable();
 784 }
 785
 786 void disable_APIC_timer(void)
 787 {
 788         if (using_apic_timer) {
 789                 unsigned long v;
 790
 791                 v = apic_read(APIC_LVTT);
 792                 apic_write(APIC_LVTT, v | APIC_LVT_MASKED);
 793         }
 794 }
 795
 796 void enable_APIC_timer(void)
 797 {
 798         int cpu = smp_processor_id();
 799
 800         if (using_apic_timer &&
 801             !cpu_isset(cpu, timer_interrupt_broadcast_ipi_mask)) {
 802                 unsigned long v;
 803
 804                 v = apic_read(APIC_LVTT);
 805                 apic_write(APIC_LVTT, v & ~APIC_LVT_MASKED);
 806         }
 807 }
 808
 809 void switch_APIC_timer_to_ipi(void *cpumask)
 810 {
 811         cpumask_t mask = *(cpumask_t *)cpumask;
 812         int cpu = smp_processor_id();
 813
 814         if (cpu_isset(cpu, mask) &&
 815             !cpu_isset(cpu, timer_interrupt_broadcast_ipi_mask)) {
 816                 disable_APIC_timer();
 817                 cpu_set(cpu, timer_interrupt_broadcast_ipi_mask);
 818         }
 819 }
 820 EXPORT_SYMBOL(switch_APIC_timer_to_ipi);
 821
 822 void smp_send_timer_broadcast_ipi(void)
 823 {
 824         cpumask_t mask;
 825
 826         cpus_and(mask, cpu_online_map, timer_interrupt_broadcast_ipi_mask);
 827         if (!cpus_empty(mask)) {
 828                 send_IPI_mask(mask, LOCAL_TIMER_VECTOR);
 829         }
 830 }
 831
 832 void switch_ipi_to_APIC_timer(void *cpumask)
 833 {
 834         cpumask_t mask = *(cpumask_t *)cpumask;
 835         int cpu = smp_processor_id();
 836
 837         if (cpu_isset(cpu, mask) &&
 838             cpu_isset(cpu, timer_interrupt_broadcast_ipi_mask)) {
 839                 cpu_clear(cpu, timer_interrupt_broadcast_ipi_mask);
 840                 enable_APIC_timer();
 841         }
 842 }
 843 EXPORT_SYMBOL(switch_ipi_to_APIC_timer);
 844
 845 int setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
 846 {
 847         return -EINVAL;
 848 }
 849
 850 #ifdef CONFIG_X86_MCE_AMD
 851 void setup_threshold_lvt(unsigned long lvt_off)
 852 {
 853         unsigned int v = 0;
 854         unsigned long reg = (lvt_off << 4) + 0x500;
 855         v |= THRESHOLD_APIC_VECTOR;
 856         apic_write(reg, v);
 857 }
 858 #endif /* CONFIG_X86_MCE_AMD */
 859
 860 #undef APIC_DIVISOR
 861
 862 /*
 863  * Local timer interrupt handler. It does both profiling and
 864  * process statistics/rescheduling.
 865  *
 866  * We do profiling in every local tick, statistics/rescheduling
 867  * happen only every 'profiling multiplier' ticks. The default
 868  * multiplier is 1 and it can be changed by writing the new multiplier
 869  * value into /proc/profile.
 870  */
 871
 872 void smp_local_timer_interrupt(struct pt_regs *regs)
 873 {
 874         profile_tick(CPU_PROFILING, regs);
 875 #ifdef CONFIG_SMP
 876         update_process_times(user_mode(regs));
 877 #endif
 878         /*
 879          * We take the 'long' return path, and there every subsystem
 880          * grabs the appropriate locks (kernel lock/ irq lock).
 881          *
 882          * we might want to decouple profiling from the 'long path',
 883          * and do the profiling totally in assembly.
 884          *
 885          * Currently this isn't too much of an issue (performance wise),
 886          * we can take more than 100K local irqs per second on a 100 MHz P5.
 887          */
 888 }
 889
 890 /*
 891  * Local APIC timer interrupt. This is the most natural way for doing
 892  * local interrupts, but local timer interrupts can be emulated by
 893  * broadcast interrupts too. [in case the hw doesn't support APIC timers]
 894  *
 895  * [ if a single-CPU system runs an SMP kernel then we call the local
 896  *   interrupt as well. Thus we cannot inline the local irq ... ]
 897  */
 898 void smp_apic_timer_interrupt(struct pt_regs *regs)
 899 {
 900         /*
 901          * the NMI deadlock-detector uses this.
 902          */
 903         add_pda(apic_timer_irqs, 1);
 904
 905         /*
 906          * NOTE! We'd better ACK the irq immediately,
 907          * because timer handling can be slow.
 908          */
 909         ack_APIC_irq();
 910         /*
 911          * update_process_times() expects us to have done irq_enter().
 912          * Besides, if we don't timer interrupts ignore the global
 913          * interrupt lock, which is the WrongThing (tm) to do.
 914          */
 915         exit_idle();
 916         irq_enter();
 917         smp_local_timer_interrupt(regs);
 918         irq_exit();
 919 }
 920
 921 /*
 922  * oem_force_hpet_timer -- force HPET mode for some boxes.
 923  *
 924  * Thus far, the major user of this is IBM's Summit2 series:
 925  *
 926  * Clustered boxes may have unsynced TSC problems if they are
 927  * multi-chassis. Use available data to take a good guess.
 928  * If in doubt, go HPET.
 929  */
 930 __init int oem_force_hpet_timer(void)
 931 {
 932         int i, clusters, zeros;
 933         unsigned id;
 934         DECLARE_BITMAP(clustermap, NUM_APIC_CLUSTERS);
 935
 936         bitmap_zero(clustermap, NUM_APIC_CLUSTERS);
 937
 938         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++) {
 939                 id = bios_cpu_apicid[i];
 940                 if (id != BAD_APICID)
 941                         __set_bit(APIC_CLUSTERID(id), clustermap);
 942         }
 943
 944         /* Problem:  Partially populated chassis may not have CPUs in some of
 945          * the APIC clusters they have been allocated.  Only present CPUs have
 946          * bios_cpu_apicid entries, thus causing zeroes in the bitmap.  Since
 947          * clusters are allocated sequentially, count zeros only if they are
 948          * bounded by ones.
 949          */
 950         clusters = 0;
 951         zeros = 0;
 952         for (i = 0; i < NUM_APIC_CLUSTERS; i++) {
 953                 if (test_bit(i, clustermap)) {
 954                         clusters += 1 + zeros;
 955                         zeros = 0;
 956                 } else
 957                         ++zeros;
 958         }
 959
 960         /*
 961          * If clusters > 2, then should be multi-chassis.  Return 1 for HPET.
 962          * Else return 0 to use TSC.
 963          * May have to revisit this when multi-core + hyperthreaded CPUs come
 964          * out, but AFAIK this will work even for them.
 965          */
 966         return (clusters > 2);
 967 }
 968
 969 /*
 970  * This interrupt should _never_ happen with our APIC/SMP architecture
 971  */
 972 asmlinkage void smp_spurious_interrupt(void)
 973 {
 974         unsigned int v;
 975         exit_idle();
 976         irq_enter();
 977         /*
 978          * Check if this really is a spurious interrupt and ACK it
 979          * if it is a vectored one.  Just in case...
 980          * Spurious interrupts should not be ACKed.
 981          */
 982         v = apic_read(APIC_ISR + ((SPURIOUS_APIC_VECTOR & ~0x1f) >> 1));
 983         if (v & (1 << (SPURIOUS_APIC_VECTOR & 0x1f)))
 984                 ack_APIC_irq();
 985
 986 #if 0
 987         static unsigned long last_warning;
 988         static unsigned long skipped;
 989
 990         /* see sw-dev-man vol 3, chapter 7.4.13.5 */
 991         if (time_before(last_warning+30*HZ,jiffies)) {
 992                 printk(KERN_INFO "spurious APIC interrupt on CPU#%d, %ld skipped.\n",
 993                        smp_processor_id(), skipped);
 994                 last_warning = jiffies;
 995                 skipped = 0;
 996         } else {
 997                 skipped++;
 998         }
 999 #endif
1000         irq_exit();
1001 }
1002
1003 /*
1004  * This interrupt should never happen with our APIC/SMP architecture
1005  */
1006
1007 asmlinkage void smp_error_interrupt(void)
1008 {
1009         unsigned int v, v1;
1010
1011         exit_idle();
1012         irq_enter();
1013         /* First tickle the hardware, only then report what went on. -- REW */
1014         v = apic_read(APIC_ESR);
1015         apic_write(APIC_ESR, 0);
1016         v1 = apic_read(APIC_ESR);
1017         ack_APIC_irq();
1018         atomic_inc(&irq_err_count);
1019
1020         /* Here is what the APIC error bits mean:
1021            0: Send CS error
1022            1: Receive CS error
1023            2: Send accept error
1024            3: Receive accept error
1025            4: Reserved
1026            5: Send illegal vector
1027            6: Received illegal vector
1028            7: Illegal register address
1029         */
1030         printk (KERN_DEBUG "APIC error on CPU%d: %02x(%02x)\n",
1031                 smp_processor_id(), v , v1);
1032         irq_exit();
1033 }
1034
1035 int disable_apic;
1036
1037 /*
1038  * This initializes the IO-APIC and APIC hardware if this is
1039  * a UP kernel.
1040  */
1041 int __init APIC_init_uniprocessor (void)
1042 {
1043         if (disable_apic) {
1044                 printk(KERN_INFO "Apic disabled\n");
1045                 return -1;
1046         }
1047         if (!cpu_has_apic) {
1048                 disable_apic = 1;
1049                 printk(KERN_INFO "Apic disabled by BIOS\n");
1050                 return -1;
1051         }
1052
1053         verify_local_APIC();
1054
1055         connect_bsp_APIC();
1056
1057         phys_cpu_present_map = physid_mask_of_physid(boot_cpu_id);
1058         apic_write(APIC_ID, SET_APIC_ID(boot_cpu_id));
1059
1060         setup_local_APIC();
1061
1062 #ifdef CONFIG_X86_IO_APIC
1063         if (smp_found_config && !skip_ioapic_setup && nr_ioapics)
1064                         setup_IO_APIC();
1065         else
1066                 nr_ioapics = 0;
1067 #endif
1068         setup_boot_APIC_clock();
1069         check_nmi_watchdog();
1070         return 0;
1071 }
1072
1073 static __init int setup_disableapic(char *str)
1074 {
1075         disable_apic = 1;
1076         return 0;
1077 }
1078
1079 static __init int setup_nolapic(char *str)
1080 {
1081         disable_apic = 1;
1082         return 0;
1083 }
1084
1085 static __init int setup_noapictimer(char *str)
1086 {
1087         disable_apic_timer = 1;
1088         return 0;
1089 }
1090
1091 /* dummy parsing: see setup.c */
1092
1093 __setup("disableapic", setup_disableapic);
1094 __setup("nolapic", setup_nolapic);  /* same as disableapic, for compatibility */
1095
1096 __setup("noapictimer", setup_noapictimer);
1097
1098 /* no "lapic" flag - we only use the lapic when the BIOS tells us so. */