src/smp.c

   1 /*
   2  * smp.c
   3  * SMP support for BIOS.
   4  *
   5  * Copyright (C) 2008  Nguyen Anh Quynh <aquynh@gmail.com>
   6  * Copyright (C) 2002  MandrakeSoft S.A.
   7  *
   8  * This file may be distributed under the terms of the GNU GPLv3 license.
   9  */
  10
  11 #include "config.h"
  12 #include "hardware.h"
  13 #include "smp.h"
  14 #include "types.h"
  15 #include "util.h"
  16 #include "acpi.h" // ACPI_DATA_SIZE
  17
  18 int smp_cpus;
  19
  20 static inline void
  21 writel(void *addr, u32 val)
  22 {
  23     *(volatile u32 *)addr = val;
  24 }
  25
  26 static inline void
  27 writew(void *addr, u16 val)
  28 {
  29     *(volatile u16 *)addr = val;
  30 }
  31
  32 static inline u32
  33 readl(const void *addr)
  34 {
  35     return *(volatile const u32 *)addr;
  36 }
  37
  38 static inline u16
  39 readw(const void *addr)
  40 {
  41     return *(volatile const u16 *)addr;
  42 }
  43
  44 static void
  45 delay_ms(int n)
  46 {
  47     int i, j;
  48     for(i = 0; i < n; i++) {
  49 #ifdef QEMU_SUPPORT
  50         /* approximative ! */
  51         for(j = 0; j < 1000000; j++);
  52 #else
  53         {
  54           int r1, r2;
  55           j = 66;
  56           r1 = inb(0x61) & 0x10;
  57           do {
  58             r2 = inb(0x61) & 0x10;
  59             if (r1 != r2) {
  60               j--;
  61               r1 = r2;
  62             }
  63           } while (j > 0);
  64         }
  65 #endif
  66     }
  67 }
  68
  69 asm (
  70     ".globl smp_ap_boot_code_start \n"
  71     ".globl smp_ap_boot_code_end   \n"
  72     "                              \n"
  73     "  .code16                     \n"
  74     "smp_ap_boot_code_start:       \n"
  75     "  xorw %ax, %ax               \n"
  76     "  movw %ax, %ds               \n"
  77     "  //incw CPU_COUNT_ADDR       \n"
  78     "  incw 0xf000                 \n"
  79     "1:                            \n"
  80     "  hlt                         \n"
  81     "  jmp 1b                      \n"
  82     "smp_ap_boot_code_end:         \n"
  83     "  .code32                     \n"
  84     );
  85
  86 extern u8 smp_ap_boot_code_start;
  87 extern u8 smp_ap_boot_code_end;
  88
  89 /* find the number of CPUs by launching a SIPI to them */
  90 void
  91 smp_probe(void)
  92 {
  93     u32 val, sipi_vector;
  94
  95     smp_cpus = 1;
  96     if (cpuid_features & CPUID_APIC) {
  97
  98         /* enable local APIC */
  99         val = readl(APIC_BASE + APIC_SVR);
 100         val |= APIC_ENABLED;
 101         writel(APIC_BASE + APIC_SVR, val);
 102
 103         writew((void *)CPU_COUNT_ADDR, 1);
 104
 105         /* copy AP boot code */
 106         memcpy((void *)AP_BOOT_ADDR, &smp_ap_boot_code_start,
 107                &smp_ap_boot_code_end - &smp_ap_boot_code_start);
 108
 109         /* broadcast SIPI */
 110         writel(APIC_BASE + APIC_ICR_LOW, 0x000C4500);
 111         sipi_vector = AP_BOOT_ADDR >> 12;
 112         writel(APIC_BASE + APIC_ICR_LOW, 0x000C4600 | sipi_vector);
 113
 114         delay_ms(10);
 115
 116         smp_cpus = readw((void *)CPU_COUNT_ADDR);
 117     }
 118
 119     BX_INFO("Found %d cpu(s)\n", smp_cpus);
 120 }
 121
 122 /****************************************************/
 123 /* Multi Processor table init */
 124
 125 static void
 126 putb(u8 **pp, int val)
 127 {
 128     u8 *q;
 129     q = *pp;
 130     *q++ = val;
 131     *pp = q;
 132 }
 133
 134 static void
 135 putstr(u8 **pp, const char *str)
 136 {
 137     u8 *q;
 138     q = *pp;
 139     while (*str)
 140         *q++ = *str++;
 141     *pp = q;
 142 }
 143
 144 static void
 145 putle16(u8 **pp, int val)
 146 {
 147     u8 *q;
 148     q = *pp;
 149     *q++ = val;
 150     *q++ = val >> 8;
 151     *pp = q;
 152 }
 153
 154 static void
 155 putle32(u8 **pp, int val)
 156 {
 157     u8 *q;
 158     q = *pp;
 159     *q++ = val;
 160     *q++ = val >> 8;
 161     *q++ = val >> 16;
 162     *q++ = val >> 24;
 163     *pp = q;
 164 }
 165
 166 static int
 167 mpf_checksum(const u8 *data, int len)
 168 {
 169     int sum, i;
 170
 171     sum = 0;
 172     for(i = 0; i < len; i++)
 173         sum += data[i];
 174
 175     return sum & 0xff;
 176 }
 177
 178 void
 179 mptable_init(void)
 180 {
 181     u8 *mp_config_table, *q, *float_pointer_struct;
 182     int ioapic_id, i, len;
 183     int mp_config_table_size;
 184
 185 #ifdef QEMU_SUPPORT
 186     if (smp_cpus <= 1)
 187         return;
 188 #endif
 189
 190 #ifdef CONFIG_USE_EBDA_TABLES
 191     mp_config_table = (u8 *)(ram_size - ACPI_DATA_SIZE - MPTABLE_MAX_SIZE);
 192 #else
 193     bios_table_cur_addr = align(bios_table_cur_addr, 16);
 194     mp_config_table = (u8 *)bios_table_cur_addr;
 195 #endif
 196     q = mp_config_table;
 197     putstr(&q, "PCMP"); /* "PCMP signature */
 198     putle16(&q, 0); /* table length (patched later) */
 199     putb(&q, 4); /* spec rev */
 200     putb(&q, 0); /* checksum (patched later) */
 201 #ifdef QEMU_SUPPORT
 202     putstr(&q, "QEMUCPU "); /* OEM id */
 203 #else
 204     putstr(&q, "BOCHSCPU");
 205 #endif
 206     putstr(&q, "0.1         "); /* vendor id */
 207     putle32(&q, 0); /* OEM table ptr */
 208     putle16(&q, 0); /* OEM table size */
 209     putle16(&q, smp_cpus + 18); /* entry count */
 210     putle32(&q, 0xfee00000); /* local APIC addr */
 211     putle16(&q, 0); /* ext table length */
 212     putb(&q, 0); /* ext table checksum */
 213     putb(&q, 0); /* reserved */
 214
 215     for(i = 0; i < smp_cpus; i++) {
 216         putb(&q, 0); /* entry type = processor */
 217         putb(&q, i); /* APIC id */
 218         putb(&q, 0x11); /* local APIC version number */
 219         if (i == 0)
 220             putb(&q, 3); /* cpu flags: enabled, bootstrap cpu */
 221         else
 222             putb(&q, 1); /* cpu flags: enabled */
 223         putb(&q, 0); /* cpu signature */
 224         putb(&q, 6);
 225         putb(&q, 0);
 226         putb(&q, 0);
 227         putle16(&q, 0x201); /* feature flags */
 228         putle16(&q, 0);
 229
 230         putle16(&q, 0); /* reserved */
 231         putle16(&q, 0);
 232         putle16(&q, 0);
 233         putle16(&q, 0);
 234     }
 235
 236     /* isa bus */
 237     putb(&q, 1); /* entry type = bus */
 238     putb(&q, 0); /* bus ID */
 239     putstr(&q, "ISA   ");
 240
 241     /* ioapic */
 242     ioapic_id = smp_cpus;
 243     putb(&q, 2); /* entry type = I/O APIC */
 244     putb(&q, ioapic_id); /* apic ID */
 245     putb(&q, 0x11); /* I/O APIC version number */
 246     putb(&q, 1); /* enable */
 247     putle32(&q, 0xfec00000); /* I/O APIC addr */
 248
 249     /* irqs */
 250     for (i = 0; i < 16; i++) {
 251         putb(&q, 3); /* entry type = I/O interrupt */
 252         putb(&q, 0); /* interrupt type = vectored interrupt */
 253         putb(&q, 0); /* flags: po=0, el=0 */
 254         putb(&q, 0);
 255         putb(&q, 0); /* source bus ID = ISA */
 256         putb(&q, i); /* source bus IRQ */
 257         putb(&q, ioapic_id); /* dest I/O APIC ID */
 258         putb(&q, i); /* dest I/O APIC interrupt in */
 259     }
 260     /* patch length */
 261     len = q - mp_config_table;
 262     mp_config_table[4] = len;
 263     mp_config_table[5] = len >> 8;
 264     mp_config_table[7] = -mpf_checksum(mp_config_table, q - mp_config_table);
 265
 266     mp_config_table_size = q - mp_config_table;
 267
 268 #ifndef CONFIG_USE_EBDA_TABLES
 269     bios_table_cur_addr += mp_config_table_size;
 270 #endif
 271
 272     /* floating pointer structure */
 273 #ifdef CONFIG_USE_EBDA_TABLES
 274     ebda_cur_addr = align(ebda_cur_addr, 16);
 275     float_pointer_struct = (u8 *)ebda_cur_addr;
 276 #else
 277     bios_table_cur_addr = align(bios_table_cur_addr, 16);
 278     float_pointer_struct = (u8 *)bios_table_cur_addr;
 279 #endif
 280
 281     q = float_pointer_struct;
 282     putstr(&q, "_MP_");
 283     /* pointer to MP config table */
 284     putle32(&q, (unsigned long)mp_config_table);
 285
 286     putb(&q, 1); /* length in 16 byte units */
 287     putb(&q, 4); /* MP spec revision */
 288     putb(&q, 0); /* checksum (patched later) */
 289     putb(&q, 0); /* MP feature byte 1 */
 290
 291     putb(&q, 0);
 292     putb(&q, 0);
 293     putb(&q, 0);
 294     putb(&q, 0);
 295     float_pointer_struct[10] =
 296         -mpf_checksum(float_pointer_struct, q - float_pointer_struct);
 297
 298 #ifdef CONFIG_USE_EBDA_TABLES
 299     ebda_cur_addr += (q - float_pointer_struct);
 300 #else
 301     bios_table_cur_addr += (q - float_pointer_struct);
 302 #endif
 303
 304     BX_INFO("MP table addr=0x%08lx MPC table addr=0x%08lx size=0x%x\n",
 305             (unsigned long)float_pointer_struct,
 306             (unsigned long)mp_config_table,
 307             mp_config_table_size);
 308 }