arch/x86/kernel/apic/apic.c

   1 /*
   2  *      Local APIC handling, local APIC timers
   3  *
   4  *      (c) 1999, 2000, 2009 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/perf_event.h>
  18 #include <linux/kernel_stat.h>
  19 #include <linux/mc146818rtc.h>
  20 #include <linux/acpi_pmtmr.h>
  21 #include <linux/clockchips.h>
  22 #include <linux/interrupt.h>
  23 #include <linux/bootmem.h>
  24 #include <linux/ftrace.h>
  25 #include <linux/ioport.h>
  26 #include <linux/module.h>
  27 #include <linux/syscore_ops.h>
  28 #include <linux/delay.h>
  29 #include <linux/timex.h>
  30 #include <linux/i8253.h>
  31 #include <linux/dmar.h>
  32 #include <linux/init.h>
  33 #include <linux/cpu.h>
  34 #include <linux/dmi.h>
  35 #include <linux/smp.h>
  36 #include <linux/mm.h>
  37
  38 #include <asm/trace/irq_vectors.h>
  39 #include <asm/irq_remapping.h>
  40 #include <asm/perf_event.h>
  41 #include <asm/x86_init.h>
  42 #include <asm/pgalloc.h>
  43 #include <linux/atomic.h>
  44 #include <asm/mpspec.h>
  45 #include <asm/i8259.h>
  46 #include <asm/proto.h>
  47 #include <asm/apic.h>
  48 #include <asm/io_apic.h>
  49 #include <asm/desc.h>
  50 #include <asm/hpet.h>
  51 #include <asm/idle.h>
  52 #include <asm/mtrr.h>
  53 #include <asm/time.h>
  54 #include <asm/smp.h>
  55 #include <asm/mce.h>
  56 #include <asm/tsc.h>
  57 #include <asm/hypervisor.h>
  58
  59 unsigned int num_processors;
  60
  61 unsigned disabled_cpus;
  62
  63 /* Processor that is doing the boot up */
  64 unsigned int boot_cpu_physical_apicid = -1U;
  65 EXPORT_SYMBOL_GPL(boot_cpu_physical_apicid);
  66
  67 /*
  68  * The highest APIC ID seen during enumeration.
  69  */
  70 static unsigned int max_physical_apicid;
  71
  72 /*
  73  * Bitmask of physically existing CPUs:
  74  */
  75 physid_mask_t phys_cpu_present_map;
  76
  77 /*
  78  * Processor to be disabled specified by kernel parameter
  79  * disable_cpu_apicid=<int>, mostly used for the kdump 2nd kernel to
  80  * avoid undefined behaviour caused by sending INIT from AP to BSP.
  81  */
  82 static unsigned int disabled_cpu_apicid __read_mostly = BAD_APICID;
  83
  84 /*
  85  * Map cpu index to physical APIC ID
  86  */
  87 DEFINE_EARLY_PER_CPU_READ_MOSTLY(u16, x86_cpu_to_apicid, BAD_APICID);
  88 DEFINE_EARLY_PER_CPU_READ_MOSTLY(u16, x86_bios_cpu_apicid, BAD_APICID);
  89 EXPORT_EARLY_PER_CPU_SYMBOL(x86_cpu_to_apicid);
  90 EXPORT_EARLY_PER_CPU_SYMBOL(x86_bios_cpu_apicid);
  91
  92 #ifdef CONFIG_X86_32
  93
  94 /*
  95  * On x86_32, the mapping between cpu and logical apicid may vary
  96  * depending on apic in use.  The following early percpu variable is
  97  * used for the mapping.  This is where the behaviors of x86_64 and 32
  98  * actually diverge.  Let's keep it ugly for now.
  99  */
 100 DEFINE_EARLY_PER_CPU_READ_MOSTLY(int, x86_cpu_to_logical_apicid, BAD_APICID);
 101
 102 /* Local APIC was disabled by the BIOS and enabled by the kernel */
 103 static int enabled_via_apicbase;
 104
 105 /*
 106  * Handle interrupt mode configuration register (IMCR).
 107  * This register controls whether the interrupt signals
 108  * that reach the BSP come from the master PIC or from the
 109  * local APIC. Before entering Symmetric I/O Mode, either
 110  * the BIOS or the operating system must switch out of
 111  * PIC Mode by changing the IMCR.
 112  */
 113 static inline void imcr_pic_to_apic(void)
 114 {
 115         /* select IMCR register */
 116         outb(0x70, 0x22);
 117         /* NMI and 8259 INTR go through APIC */
 118         outb(0x01, 0x23);
 119 }
 120
 121 static inline void imcr_apic_to_pic(void)
 122 {
 123         /* select IMCR register */
 124         outb(0x70, 0x22);
 125         /* NMI and 8259 INTR go directly to BSP */
 126         outb(0x00, 0x23);
 127 }
 128 #endif
 129
 130 /*
 131  * Knob to control our willingness to enable the local APIC.
 132  *
 133  * +1=force-enable
 134  */
 135 static int force_enable_local_apic __initdata;
 136
 137 /*
 138  * APIC command line parameters
 139  */
 140 static int __init parse_lapic(char *arg)
 141 {
 142         if (config_enabled(CONFIG_X86_32) && !arg)
 143                 force_enable_local_apic = 1;
 144         else if (arg && !strncmp(arg, "notscdeadline", 13))
 145                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_TSC_DEADLINE_TIMER);
 146         return 0;
 147 }
 148 early_param("lapic", parse_lapic);
 149
 150 #ifdef CONFIG_X86_64
 151 static int apic_calibrate_pmtmr __initdata;
 152 static __init int setup_apicpmtimer(char *s)
 153 {
 154         apic_calibrate_pmtmr = 1;
 155         notsc_setup(NULL);
 156         return 0;
 157 }
 158 __setup("apicpmtimer", setup_apicpmtimer);
 159 #endif
 160
 161 unsigned long mp_lapic_addr;
 162 int disable_apic;
 163 /* Disable local APIC timer from the kernel commandline or via dmi quirk */
 164 static int disable_apic_timer __initdata;
 165 /* Local APIC timer works in C2 */
 166 int local_apic_timer_c2_ok;
 167 EXPORT_SYMBOL_GPL(local_apic_timer_c2_ok);
 168
 169 int first_system_vector = FIRST_SYSTEM_VECTOR;
 170
 171 /*
 172  * Debug level, exported for io_apic.c
 173  */
 174 unsigned int apic_verbosity;
 175
 176 int pic_mode;
 177
 178 /* Have we found an MP table */
 179 int smp_found_config;
 180
 181 static struct resource lapic_resource = {
 182         .name = "Local APIC",
 183         .flags = IORESOURCE_MEM | IORESOURCE_BUSY,
 184 };
 185
 186 unsigned int lapic_timer_frequency = 0;
 187
 188 static void apic_pm_activate(void);
 189
 190 static unsigned long apic_phys;
 191
 192 /*
 193  * Get the LAPIC version
 194  */
 195 static inline int lapic_get_version(void)
 196 {
 197         return GET_APIC_VERSION(apic_read(APIC_LVR));
 198 }
 199
 200 /*
 201  * Check, if the APIC is integrated or a separate chip
 202  */
 203 static inline int lapic_is_integrated(void)
 204 {
 205 #ifdef CONFIG_X86_64
 206         return 1;
 207 #else
 208         return APIC_INTEGRATED(lapic_get_version());
 209 #endif
 210 }
 211
 212 /*
 213  * Check, whether this is a modern or a first generation APIC
 214  */
 215 static int modern_apic(void)
 216 {
 217         /* AMD systems use old APIC versions, so check the CPU */
 218         if (boot_cpu_data.x86_vendor == X86_VENDOR_AMD &&
 219             boot_cpu_data.x86 >= 0xf)
 220                 return 1;
 221         return lapic_get_version() >= 0x14;
 222 }
 223
 224 /*
 225  * right after this call apic become NOOP driven
 226  * so apic->write/read doesn't do anything
 227  */
 228 static void __init apic_disable(void)
 229 {
 230         pr_info("APIC: switched to apic NOOP\n");
 231         apic = &apic_noop;
 232 }
 233
 234 void native_apic_wait_icr_idle(void)
 235 {
 236         while (apic_read(APIC_ICR) & APIC_ICR_BUSY)
 237                 cpu_relax();
 238 }
 239
 240 u32 native_safe_apic_wait_icr_idle(void)
 241 {
 242         u32 send_status;
 243         int timeout;
 244
 245         timeout = 0;
 246         do {
 247                 send_status = apic_read(APIC_ICR) & APIC_ICR_BUSY;
 248                 if (!send_status)
 249                         break;
 250                 inc_irq_stat(icr_read_retry_count);
 251                 udelay(100);
 252         } while (timeout++ < 1000);
 253
 254         return send_status;
 255 }
 256
 257 void native_apic_icr_write(u32 low, u32 id)
 258 {
 259         unsigned long flags;
 260
 261         local_irq_save(flags);
 262         apic_write(APIC_ICR2, SET_APIC_DEST_FIELD(id));
 263         apic_write(APIC_ICR, low);
 264         local_irq_restore(flags);
 265 }
 266
 267 u64 native_apic_icr_read(void)
 268 {
 269         u32 icr1, icr2;
 270
 271         icr2 = apic_read(APIC_ICR2);
 272         icr1 = apic_read(APIC_ICR);
 273
 274         return icr1 | ((u64)icr2 << 32);
 275 }
 276
 277 #ifdef CONFIG_X86_32
 278 /**
 279  * get_physical_broadcast - Get number of physical broadcast IDs
 280  */
 281 int get_physical_broadcast(void)
 282 {
 283         return modern_apic() ? 0xff : 0xf;
 284 }
 285 #endif
 286
 287 /**
 288  * lapic_get_maxlvt - get the maximum number of local vector table entries
 289  */
 290 int lapic_get_maxlvt(void)
 291 {
 292         unsigned int v;
 293
 294         v = apic_read(APIC_LVR);
 295         /*
 296          * - we always have APIC integrated on 64bit mode
 297          * - 82489DXs do not report # of LVT entries
 298          */
 299         return APIC_INTEGRATED(GET_APIC_VERSION(v)) ? GET_APIC_MAXLVT(v) : 2;
 300 }
 301
 302 /*
 303  * Local APIC timer
 304  */
 305
 306 /* Clock divisor */
 307 #define APIC_DIVISOR 16
 308 #define TSC_DIVISOR  32
 309
 310 /*
 311  * This function sets up the local APIC timer, with a timeout of
 312  * 'clocks' APIC bus clock. During calibration we actually call
 313  * this function twice on the boot CPU, once with a bogus timeout
 314  * value, second time for real. The other (noncalibrating) CPUs
 315  * call this function only once, with the real, calibrated value.
 316  *
 317  * We do reads before writes even if unnecessary, to get around the
 318  * P5 APIC double write bug.
 319  */
 320 static void __setup_APIC_LVTT(unsigned int clocks, int oneshot, int irqen)
 321 {
 322         unsigned int lvtt_value, tmp_value;
 323
 324         lvtt_value = LOCAL_TIMER_VECTOR;
 325         if (!oneshot)
 326                 lvtt_value |= APIC_LVT_TIMER_PERIODIC;
 327         else if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_TSC_DEADLINE_TIMER))
 328                 lvtt_value |= APIC_LVT_TIMER_TSCDEADLINE;
 329
 330         if (!lapic_is_integrated())
 331                 lvtt_value |= SET_APIC_TIMER_BASE(APIC_TIMER_BASE_DIV);
 332
 333         if (!irqen)
 334                 lvtt_value |= APIC_LVT_MASKED;
 335
 336         apic_write(APIC_LVTT, lvtt_value);
 337
 338         if (lvtt_value & APIC_LVT_TIMER_TSCDEADLINE) {
 339                 printk_once(KERN_DEBUG "TSC deadline timer enabled\n");
 340                 return;
 341         }
 342
 343         /*
 344          * Divide PICLK by 16
 345          */
 346         tmp_value = apic_read(APIC_TDCR);
 347         apic_write(APIC_TDCR,
 348                 (tmp_value & ~(APIC_TDR_DIV_1 | APIC_TDR_DIV_TMBASE)) |
 349                 APIC_TDR_DIV_16);
 350
 351         if (!oneshot)
 352                 apic_write(APIC_TMICT, clocks / APIC_DIVISOR);
 353 }
 354
 355 /*
 356  * Setup extended LVT, AMD specific
 357  *
 358  * Software should use the LVT offsets the BIOS provides.  The offsets
 359  * are determined by the subsystems using it like those for MCE
 360  * threshold or IBS.  On K8 only offset 0 (APIC500) and MCE interrupts
 361  * are supported. Beginning with family 10h at least 4 offsets are
 362  * available.
 363  *
 364  * Since the offsets must be consistent for all cores, we keep track
 365  * of the LVT offsets in software and reserve the offset for the same
 366  * vector also to be used on other cores. An offset is freed by
 367  * setting the entry to APIC_EILVT_MASKED.
 368  *
 369  * If the BIOS is right, there should be no conflicts. Otherwise a
 370  * "[Firmware Bug]: ..." error message is generated. However, if
 371  * software does not properly determines the offsets, it is not
 372  * necessarily a BIOS bug.
 373  */
 374
 375 static atomic_t eilvt_offsets[APIC_EILVT_NR_MAX];
 376
 377 static inline int eilvt_entry_is_changeable(unsigned int old, unsigned int new)
 378 {
 379         return (old & APIC_EILVT_MASKED)
 380                 || (new == APIC_EILVT_MASKED)
 381                 || ((new & ~APIC_EILVT_MASKED) == old);
 382 }
 383
 384 static unsigned int reserve_eilvt_offset(int offset, unsigned int new)
 385 {
 386         unsigned int rsvd, vector;
 387
 388         if (offset >= APIC_EILVT_NR_MAX)
 389                 return ~0;
 390
 391         rsvd = atomic_read(&eilvt_offsets[offset]);
 392         do {
 393                 vector = rsvd & ~APIC_EILVT_MASKED;     /* 0: unassigned */
 394                 if (vector && !eilvt_entry_is_changeable(vector, new))
 395                         /* may not change if vectors are different */
 396                         return rsvd;
 397                 rsvd = atomic_cmpxchg(&eilvt_offsets[offset], rsvd, new);
 398         } while (rsvd != new);
 399
 400         rsvd &= ~APIC_EILVT_MASKED;
 401         if (rsvd && rsvd != vector)
 402                 pr_info("LVT offset %d assigned for vector 0x%02x\n",
 403                         offset, rsvd);
 404
 405         return new;
 406 }
 407
 408 /*
 409  * If mask=1, the LVT entry does not generate interrupts while mask=0
 410  * enables the vector. See also the BKDGs. Must be called with
 411  * preemption disabled.
 412  */
 413
 414 int setup_APIC_eilvt(u8 offset, u8 vector, u8 msg_type, u8 mask)
 415 {
 416         unsigned long reg = APIC_EILVTn(offset);
 417         unsigned int new, old, reserved;
 418
 419         new = (mask << 16) | (msg_type << 8) | vector;
 420         old = apic_read(reg);
 421         reserved = reserve_eilvt_offset(offset, new);
 422
 423         if (reserved != new) {
 424                 pr_err(FW_BUG "cpu %d, try to use APIC%lX (LVT offset %d) for "
 425                        "vector 0x%x, but the register is already in use for "
 426                        "vector 0x%x on another cpu\n",
 427                        smp_processor_id(), reg, offset, new, reserved);
 428                 return -EINVAL;
 429         }
 430
 431         if (!eilvt_entry_is_changeable(old, new)) {
 432                 pr_err(FW_BUG "cpu %d, try to use APIC%lX (LVT offset %d) for "
 433                        "vector 0x%x, but the register is already in use for "
 434                        "vector 0x%x on this cpu\n",
 435                        smp_processor_id(), reg, offset, new, old);
 436                 return -EBUSY;
 437         }
 438
 439         apic_write(reg, new);
 440
 441         return 0;
 442 }
 443 EXPORT_SYMBOL_GPL(setup_APIC_eilvt);
 444
 445 /*
 446  * Program the next event, relative to now
 447  */
 448 static int lapic_next_event(unsigned long delta,
 449                             struct clock_event_device *evt)
 450 {
 451         apic_write(APIC_TMICT, delta);
 452         return 0;
 453 }
 454
 455 static int lapic_next_deadline(unsigned long delta,
 456                                struct clock_event_device *evt)
 457 {
 458         u64 tsc;
 459
 460         rdtscll(tsc);
 461         wrmsrl(MSR_IA32_TSC_DEADLINE, tsc + (((u64) delta) * TSC_DIVISOR));
 462         return 0;
 463 }
 464
 465 /*
 466  * Setup the lapic timer in periodic or oneshot mode
 467  */
 468 static void lapic_timer_setup(enum clock_event_mode mode,
 469                               struct clock_event_device *evt)
 470 {
 471         unsigned long flags;
 472         unsigned int v;
 473
 474         /* Lapic used as dummy for broadcast ? */
 475         if (evt->features & CLOCK_EVT_FEAT_DUMMY)
 476                 return;
 477
 478         local_irq_save(flags);
 479
 480         switch (mode) {
 481         case CLOCK_EVT_MODE_PERIODIC:
 482         case CLOCK_EVT_MODE_ONESHOT:
 483                 __setup_APIC_LVTT(lapic_timer_frequency,
 484                                   mode != CLOCK_EVT_MODE_PERIODIC, 1);
 485                 break;
 486         case CLOCK_EVT_MODE_UNUSED:
 487         case CLOCK_EVT_MODE_SHUTDOWN:
 488                 v = apic_read(APIC_LVTT);
 489                 v |= (APIC_LVT_MASKED | LOCAL_TIMER_VECTOR);
 490                 apic_write(APIC_LVTT, v);
 491                 apic_write(APIC_TMICT, 0);
 492                 break;
 493         case CLOCK_EVT_MODE_RESUME:
 494                 /* Nothing to do here */
 495                 break;
 496         }
 497
 498         local_irq_restore(flags);
 499 }
 500
 501 /*
 502  * Local APIC timer broadcast function
 503  */
 504 static void lapic_timer_broadcast(const struct cpumask *mask)
 505 {
 506 #ifdef CONFIG_SMP
 507         apic->send_IPI_mask(mask, LOCAL_TIMER_VECTOR);
 508 #endif
 509 }
 510
 511
 512 /*
 513  * The local apic timer can be used for any function which is CPU local.
 514  */
 515 static struct clock_event_device lapic_clockevent = {
 516         .name           = "lapic",
 517         .features       = CLOCK_EVT_FEAT_PERIODIC | CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT
 518                         | CLOCK_EVT_FEAT_C3STOP | CLOCK_EVT_FEAT_DUMMY,
 519         .shift          = 32,
 520         .set_mode       = lapic_timer_setup,
 521         .set_next_event = lapic_next_event,
 522         .broadcast      = lapic_timer_broadcast,
 523         .rating         = 100,
 524         .irq            = -1,
 525 };
 526 static DEFINE_PER_CPU(struct clock_event_device, lapic_events);
 527
 528 /*
 529  * Setup the local APIC timer for this CPU. Copy the initialized values
 530  * of the boot CPU and register the clock event in the framework.
 531  */
 532 static void setup_APIC_timer(void)
 533 {
 534         struct clock_event_device *levt = this_cpu_ptr(&lapic_events);
 535
 536         if (this_cpu_has(X86_FEATURE_ARAT)) {
 537                 lapic_clockevent.features &= ~CLOCK_EVT_FEAT_C3STOP;
 538                 /* Make LAPIC timer preferrable over percpu HPET */
 539                 lapic_clockevent.rating = 150;
 540         }
 541
 542         memcpy(levt, &lapic_clockevent, sizeof(*levt));
 543         levt->cpumask = cpumask_of(smp_processor_id());
 544
 545         if (this_cpu_has(X86_FEATURE_TSC_DEADLINE_TIMER)) {
 546                 levt->features &= ~(CLOCK_EVT_FEAT_PERIODIC |
 547                                     CLOCK_EVT_FEAT_DUMMY);
 548                 levt->set_next_event = lapic_next_deadline;
 549                 clockevents_config_and_register(levt,
 550                                                 (tsc_khz / TSC_DIVISOR) * 1000,
 551                                                 0xF, ~0UL);
 552         } else
 553                 clockevents_register_device(levt);
 554 }
 555
 556 /*
 557  * In this functions we calibrate APIC bus clocks to the external timer.
 558  *
 559  * We want to do the calibration only once since we want to have local timer
 560  * irqs syncron. CPUs connected by the same APIC bus have the very same bus
 561  * frequency.
 562  *
 563  * This was previously done by reading the PIT/HPET and waiting for a wrap
 564  * around to find out, that a tick has elapsed. I have a box, where the PIT
 565  * readout is broken, so it never gets out of the wait loop again. This was
 566  * also reported by others.
 567  *
 568  * Monitoring the jiffies value is inaccurate and the clockevents
 569  * infrastructure allows us to do a simple substitution of the interrupt
 570  * handler.
 571  *
 572  * The calibration routine also uses the pm_timer when possible, as the PIT
 573  * happens to run way too slow (factor 2.3 on my VAIO CoreDuo, which goes
 574  * back to normal later in the boot process).
 575  */
 576
 577 #define LAPIC_CAL_LOOPS         (HZ/10)
 578
 579 static __initdata int lapic_cal_loops = -1;
 580 static __initdata long lapic_cal_t1, lapic_cal_t2;
 581 static __initdata unsigned long long lapic_cal_tsc1, lapic_cal_tsc2;
 582 static __initdata unsigned long lapic_cal_pm1, lapic_cal_pm2;
 583 static __initdata unsigned long lapic_cal_j1, lapic_cal_j2;
 584
 585 /*
 586  * Temporary interrupt handler.
 587  */
 588 static void __init lapic_cal_handler(struct clock_event_device *dev)
 589 {
 590         unsigned long long tsc = 0;
 591         long tapic = apic_read(APIC_TMCCT);
 592         unsigned long pm = acpi_pm_read_early();
 593
 594         if (cpu_has_tsc)
 595                 rdtscll(tsc);
 596
 597         switch (lapic_cal_loops++) {
 598         case 0:
 599                 lapic_cal_t1 = tapic;
 600                 lapic_cal_tsc1 = tsc;
 601                 lapic_cal_pm1 = pm;
 602                 lapic_cal_j1 = jiffies;
 603                 break;
 604
 605         case LAPIC_CAL_LOOPS:
 606                 lapic_cal_t2 = tapic;
 607                 lapic_cal_tsc2 = tsc;
 608                 if (pm < lapic_cal_pm1)
 609                         pm += ACPI_PM_OVRRUN;
 610                 lapic_cal_pm2 = pm;
 611                 lapic_cal_j2 = jiffies;
 612                 break;
 613         }
 614 }
 615
 616 static int __init
 617 calibrate_by_pmtimer(long deltapm, long *delta, long *deltatsc)
 618 {
 619         const long pm_100ms = PMTMR_TICKS_PER_SEC / 10;
 620         const long pm_thresh = pm_100ms / 100;
 621         unsigned long mult;
 622         u64 res;
 623
 624 #ifndef CONFIG_X86_PM_TIMER
 625         return -1;
 626 #endif
 627
 628         apic_printk(APIC_VERBOSE, "... PM-Timer delta = %ld\n", deltapm);
 629
 630         /* Check, if the PM timer is available */
 631         if (!deltapm)
 632                 return -1;
 633
 634         mult = clocksource_hz2mult(PMTMR_TICKS_PER_SEC, 22);
 635
 636         if (deltapm > (pm_100ms - pm_thresh) &&
 637             deltapm < (pm_100ms + pm_thresh)) {
 638                 apic_printk(APIC_VERBOSE, "... PM-Timer result ok\n");
 639                 return 0;
 640         }
 641
 642         res = (((u64)deltapm) *  mult) >> 22;
 643         do_div(res, 1000000);
 644         pr_warning("APIC calibration not consistent "
 645                    "with PM-Timer: %ldms instead of 100ms\n",(long)res);
 646
 647         /* Correct the lapic counter value */
 648         res = (((u64)(*delta)) * pm_100ms);
 649         do_div(res, deltapm);
 650         pr_info("APIC delta adjusted to PM-Timer: "
 651                 "%lu (%ld)\n", (unsigned long)res, *delta);
 652         *delta = (long)res;
 653
 654         /* Correct the tsc counter value */
 655         if (cpu_has_tsc) {
 656                 res = (((u64)(*deltatsc)) * pm_100ms);
 657                 do_div(res, deltapm);
 658                 apic_printk(APIC_VERBOSE, "TSC delta adjusted to "
 659                                           "PM-Timer: %lu (%ld)\n",
 660                                         (unsigned long)res, *deltatsc);
 661                 *deltatsc = (long)res;
 662         }
 663
 664         return 0;
 665 }
 666
 667 static int __init calibrate_APIC_clock(void)
 668 {
 669         struct clock_event_device *levt = this_cpu_ptr(&lapic_events);
 670         void (*real_handler)(struct clock_event_device *dev);
 671         unsigned long deltaj;
 672         long delta, deltatsc;
 673         int pm_referenced = 0;
 674
 675         /**
 676          * check if lapic timer has already been calibrated by platform
 677          * specific routine, such as tsc calibration code. if so, we just fill
 678          * in the clockevent structure and return.
 679          */
 680
 681         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_TSC_DEADLINE_TIMER)) {
 682                 return 0;
 683         } else if (lapic_timer_frequency) {
 684                 apic_printk(APIC_VERBOSE, "lapic timer already calibrated %d\n",
 685                                 lapic_timer_frequency);
 686                 lapic_clockevent.mult = div_sc(lapic_timer_frequency/APIC_DIVISOR,
 687                                         TICK_NSEC, lapic_clockevent.shift);
 688                 lapic_clockevent.max_delta_ns =
 689                         clockevent_delta2ns(0x7FFFFF, &lapic_clockevent);
 690                 lapic_clockevent.min_delta_ns =
 691                         clockevent_delta2ns(0xF, &lapic_clockevent);
 692                 lapic_clockevent.features &= ~CLOCK_EVT_FEAT_DUMMY;
 693                 return 0;
 694         }
 695
 696         apic_printk(APIC_VERBOSE, "Using local APIC timer interrupts.\n"
 697                     "calibrating APIC timer ...\n");
 698
 699         local_irq_disable();
 700
 701         /* Replace the global interrupt handler */
 702         real_handler = global_clock_event->event_handler;
 703         global_clock_event->event_handler = lapic_cal_handler;
 704
 705         /*
 706          * Setup the APIC counter to maximum. There is no way the lapic
 707          * can underflow in the 100ms detection time frame
 708          */
 709         __setup_APIC_LVTT(0xffffffff, 0, 0);
 710
 711         /* Let the interrupts run */
 712         local_irq_enable();
 713
 714         while (lapic_cal_loops <= LAPIC_CAL_LOOPS)
 715                 cpu_relax();
 716
 717         local_irq_disable();
 718
 719         /* Restore the real event handler */
 720         global_clock_event->event_handler = real_handler;
 721
 722         /* Build delta t1-t2 as apic timer counts down */
 723         delta = lapic_cal_t1 - lapic_cal_t2;
 724         apic_printk(APIC_VERBOSE, "... lapic delta = %ld\n", delta);
 725
 726         deltatsc = (long)(lapic_cal_tsc2 - lapic_cal_tsc1);
 727
 728         /* we trust the PM based calibration if possible */
 729         pm_referenced = !calibrate_by_pmtimer(lapic_cal_pm2 - lapic_cal_pm1,
 730                                         &delta, &deltatsc);
 731
 732         /* Calculate the scaled math multiplication factor */
 733         lapic_clockevent.mult = div_sc(delta, TICK_NSEC * LAPIC_CAL_LOOPS,
 734                                        lapic_clockevent.shift);
 735         lapic_clockevent.max_delta_ns =
 736                 clockevent_delta2ns(0x7FFFFFFF, &lapic_clockevent);
 737         lapic_clockevent.min_delta_ns =
 738                 clockevent_delta2ns(0xF, &lapic_clockevent);
 739
 740         lapic_timer_frequency = (delta * APIC_DIVISOR) / LAPIC_CAL_LOOPS;
 741
 742         apic_printk(APIC_VERBOSE, "..... delta %ld\n", delta);
 743         apic_printk(APIC_VERBOSE, "..... mult: %u\n", lapic_clockevent.mult);
 744         apic_printk(APIC_VERBOSE, "..... calibration result: %u\n",
 745                     lapic_timer_frequency);
 746
 747         if (cpu_has_tsc) {
 748                 apic_printk(APIC_VERBOSE, "..... CPU clock speed is "
 749                             "%ld.%04ld MHz.\n",
 750                             (deltatsc / LAPIC_CAL_LOOPS) / (1000000 / HZ),
 751                             (deltatsc / LAPIC_CAL_LOOPS) % (1000000 / HZ));
 752         }
 753
 754         apic_printk(APIC_VERBOSE, "..... host bus clock speed is "
 755                     "%u.%04u MHz.\n",
 756                     lapic_timer_frequency / (1000000 / HZ),
 757                     lapic_timer_frequency % (1000000 / HZ));
 758
 759         /*
 760          * Do a sanity check on the APIC calibration result
 761          */
 762         if (lapic_timer_frequency < (1000000 / HZ)) {
 763                 local_irq_enable();
 764                 pr_warning("APIC frequency too slow, disabling apic timer\n");
 765                 return -1;
 766         }
 767
 768         levt->features &= ~CLOCK_EVT_FEAT_DUMMY;
 769
 770         /*
 771          * PM timer calibration failed or not turned on
 772          * so lets try APIC timer based calibration
 773          */
 774         if (!pm_referenced) {
 775                 apic_printk(APIC_VERBOSE, "... verify APIC timer\n");
 776
 777                 /*
 778                  * Setup the apic timer manually
 779                  */
 780                 levt->event_handler = lapic_cal_handler;
 781                 lapic_timer_setup(CLOCK_EVT_MODE_PERIODIC, levt);
 782                 lapic_cal_loops = -1;
 783
 784                 /* Let the interrupts run */
 785                 local_irq_enable();
 786
 787                 while (lapic_cal_loops <= LAPIC_CAL_LOOPS)
 788                         cpu_relax();
 789
 790                 /* Stop the lapic timer */
 791                 lapic_timer_setup(CLOCK_EVT_MODE_SHUTDOWN, levt);
 792
 793                 /* Jiffies delta */
 794                 deltaj = lapic_cal_j2 - lapic_cal_j1;
 795                 apic_printk(APIC_VERBOSE, "... jiffies delta = %lu\n", deltaj);
 796
 797                 /* Check, if the jiffies result is consistent */
 798                 if (deltaj >= LAPIC_CAL_LOOPS-2 && deltaj <= LAPIC_CAL_LOOPS+2)
 799                         apic_printk(APIC_VERBOSE, "... jiffies result ok\n");
 800                 else
 801                         levt->features |= CLOCK_EVT_FEAT_DUMMY;
 802         } else
 803                 local_irq_enable();
 804
 805         if (levt->features & CLOCK_EVT_FEAT_DUMMY) {
 806                 pr_warning("APIC timer disabled due to verification failure\n");
 807                         return -1;
 808         }
 809
 810         return 0;
 811 }
 812
 813 /*
 814  * Setup the boot APIC
 815  *
 816  * Calibrate and verify the result.
 817  */
 818 void __init setup_boot_APIC_clock(void)
 819 {
 820         /*
 821          * The local apic timer can be disabled via the kernel
 822          * commandline or from the CPU detection code. Register the lapic
 823          * timer as a dummy clock event source on SMP systems, so the
 824          * broadcast mechanism is used. On UP systems simply ignore it.
 825          */
 826         if (disable_apic_timer) {
 827                 pr_info("Disabling APIC timer\n");
 828                 /* No broadcast on UP ! */
 829                 if (num_possible_cpus() > 1) {
 830                         lapic_clockevent.mult = 1;
 831                         setup_APIC_timer();
 832                 }
 833                 return;
 834         }
 835
 836         if (calibrate_APIC_clock()) {
 837                 /* No broadcast on UP ! */
 838                 if (num_possible_cpus() > 1)
 839                         setup_APIC_timer();
 840                 return;
 841         }
 842
 843         /*
 844          * If nmi_watchdog is set to IO_APIC, we need the
 845          * PIT/HPET going.  Otherwise register lapic as a dummy
 846          * device.
 847          */
 848         lapic_clockevent.features &= ~CLOCK_EVT_FEAT_DUMMY;
 849
 850         /* Setup the lapic or request the broadcast */
 851         setup_APIC_timer();
 852 }
 853
 854 void setup_secondary_APIC_clock(void)
 855 {
 856         setup_APIC_timer();
 857 }
 858
 859 /*
 860  * The guts of the apic timer interrupt
 861  */
 862 static void local_apic_timer_interrupt(void)
 863 {
 864         int cpu = smp_processor_id();
 865         struct clock_event_device *evt = &per_cpu(lapic_events, cpu);
 866
 867         /*
 868          * Normally we should not be here till LAPIC has been initialized but
 869          * in some cases like kdump, its possible that there is a pending LAPIC
 870          * timer interrupt from previous kernel's context and is delivered in
 871          * new kernel the moment interrupts are enabled.
 872          *
 873          * Interrupts are enabled early and LAPIC is setup much later, hence
 874          * its possible that when we get here evt->event_handler is NULL.
 875          * Check for event_handler being NULL and discard the interrupt as
 876          * spurious.
 877          */
 878         if (!evt->event_handler) {
 879                 pr_warning("Spurious LAPIC timer interrupt on cpu %d\n", cpu);
 880                 /* Switch it off */
 881                 lapic_timer_setup(CLOCK_EVT_MODE_SHUTDOWN, evt);
 882                 return;
 883         }
 884
 885         /*
 886          * the NMI deadlock-detector uses this.
 887          */
 888         inc_irq_stat(apic_timer_irqs);
 889
 890         evt->event_handler(evt);
 891 }
 892
 893 /*
 894  * Local APIC timer interrupt. This is the most natural way for doing
 895  * local interrupts, but local timer interrupts can be emulated by
 896  * broadcast interrupts too. [in case the hw doesn't support APIC timers]
 897  *
 898  * [ if a single-CPU system runs an SMP kernel then we call the local
 899  *   interrupt as well. Thus we cannot inline the local irq ... ]
 900  */
 901 __visible void __irq_entry smp_apic_timer_interrupt(struct pt_regs *regs)
 902 {
 903         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
 904
 905         /*
 906          * NOTE! We'd better ACK the irq immediately,
 907          * because timer handling can be slow.
 908          *
 909          * update_process_times() expects us to have done irq_enter().
 910          * Besides, if we don't timer interrupts ignore the global
 911          * interrupt lock, which is the WrongThing (tm) to do.
 912          */
 913         entering_ack_irq();
 914         local_apic_timer_interrupt();
 915         exiting_irq();
 916
 917         set_irq_regs(old_regs);
 918 }
 919
 920 __visible void __irq_entry smp_trace_apic_timer_interrupt(struct pt_regs *regs)
 921 {
 922         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
 923
 924         /*
 925          * NOTE! We'd better ACK the irq immediately,
 926          * because timer handling can be slow.
 927          *
 928          * update_process_times() expects us to have done irq_enter().
 929          * Besides, if we don't timer interrupts ignore the global
 930          * interrupt lock, which is the WrongThing (tm) to do.
 931          */
 932         entering_ack_irq();
 933         trace_local_timer_entry(LOCAL_TIMER_VECTOR);
 934         local_apic_timer_interrupt();
 935         trace_local_timer_exit(LOCAL_TIMER_VECTOR);
 936         exiting_irq();
 937
 938         set_irq_regs(old_regs);
 939 }
 940
 941 int setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
 942 {
 943         return -EINVAL;
 944 }
 945
 946 /*
 947  * Local APIC start and shutdown
 948  */
 949
 950 /**
 951  * clear_local_APIC - shutdown the local APIC
 952  *
 953  * This is called, when a CPU is disabled and before rebooting, so the state of
 954  * the local APIC has no dangling leftovers. Also used to cleanout any BIOS
 955  * leftovers during boot.
 956  */
 957 void clear_local_APIC(void)
 958 {
 959         int maxlvt;
 960         u32 v;
 961
 962         /* APIC hasn't been mapped yet */
 963         if (!x2apic_mode && !apic_phys)
 964                 return;
 965
 966         maxlvt = lapic_get_maxlvt();
 967         /*
 968          * Masking an LVT entry can trigger a local APIC error
 969          * if the vector is zero. Mask LVTERR first to prevent this.
 970          */
 971         if (maxlvt >= 3) {
 972                 v = ERROR_APIC_VECTOR; /* any non-zero vector will do */
 973                 apic_write(APIC_LVTERR, v | APIC_LVT_MASKED);
 974         }
 975         /*
 976          * Careful: we have to set masks only first to deassert
 977          * any level-triggered sources.
 978          */
 979         v = apic_read(APIC_LVTT);
 980         apic_write(APIC_LVTT, v | APIC_LVT_MASKED);
 981         v = apic_read(APIC_LVT0);
 982         apic_write(APIC_LVT0, v | APIC_LVT_MASKED);
 983         v = apic_read(APIC_LVT1);
 984         apic_write(APIC_LVT1, v | APIC_LVT_MASKED);
 985         if (maxlvt >= 4) {
 986                 v = apic_read(APIC_LVTPC);
 987                 apic_write(APIC_LVTPC, v | APIC_LVT_MASKED);
 988         }
 989
 990         /* lets not touch this if we didn't frob it */
 991 #ifdef CONFIG_X86_THERMAL_VECTOR
 992         if (maxlvt >= 5) {
 993                 v = apic_read(APIC_LVTTHMR);
 994                 apic_write(APIC_LVTTHMR, v | APIC_LVT_MASKED);
 995         }
 996 #endif
 997 #ifdef CONFIG_X86_MCE_INTEL
 998         if (maxlvt >= 6) {
 999                 v = apic_read(APIC_LVTCMCI);
1000                 if (!(v & APIC_LVT_MASKED))
1001                         apic_write(APIC_LVTCMCI, v | APIC_LVT_MASKED);
1002         }
1003 #endif
1004
1005         /*
1006          * Clean APIC state for other OSs:
1007          */
1008         apic_write(APIC_LVTT, APIC_LVT_MASKED);
1009         apic_write(APIC_LVT0, APIC_LVT_MASKED);
1010         apic_write(APIC_LVT1, APIC_LVT_MASKED);
1011         if (maxlvt >= 3)
1012                 apic_write(APIC_LVTERR, APIC_LVT_MASKED);
1013         if (maxlvt >= 4)
1014                 apic_write(APIC_LVTPC, APIC_LVT_MASKED);
1015
1016         /* Integrated APIC (!82489DX) ? */
1017         if (lapic_is_integrated()) {
1018                 if (maxlvt > 3)
1019                         /* Clear ESR due to Pentium errata 3AP and 11AP */
1020                         apic_write(APIC_ESR, 0);
1021                 apic_read(APIC_ESR);
1022         }
1023 }
1024
1025 /**
1026  * disable_local_APIC - clear and disable the local APIC
1027  */
1028 void disable_local_APIC(void)
1029 {
1030         unsigned int value;
1031
1032         /* APIC hasn't been mapped yet */
1033         if (!x2apic_mode && !apic_phys)
1034                 return;
1035
1036         clear_local_APIC();
1037
1038         /*
1039          * Disable APIC (implies clearing of registers
1040          * for 82489DX!).
1041          */
1042         value = apic_read(APIC_SPIV);
1043         value &= ~APIC_SPIV_APIC_ENABLED;
1044         apic_write(APIC_SPIV, value);
1045
1046 #ifdef CONFIG_X86_32
1047         /*
1048          * When LAPIC was disabled by the BIOS and enabled by the kernel,
1049          * restore the disabled state.
1050          */
1051         if (enabled_via_apicbase) {
1052                 unsigned int l, h;
1053
1054                 rdmsr(MSR_IA32_APICBASE, l, h);
1055                 l &= ~MSR_IA32_APICBASE_ENABLE;
1056                 wrmsr(MSR_IA32_APICBASE, l, h);
1057         }
1058 #endif
1059 }
1060
1061 /*
1062  * If Linux enabled the LAPIC against the BIOS default disable it down before
1063  * re-entering the BIOS on shutdown.  Otherwise the BIOS may get confused and
1064  * not power-off.  Additionally clear all LVT entries before disable_local_APIC
1065  * for the case where Linux didn't enable the LAPIC.
1066  */
1067 void lapic_shutdown(void)
1068 {
1069         unsigned long flags;
1070
1071         if (!cpu_has_apic && !apic_from_smp_config())
1072                 return;
1073
1074         local_irq_save(flags);
1075
1076 #ifdef CONFIG_X86_32
1077         if (!enabled_via_apicbase)
1078                 clear_local_APIC();
1079         else
1080 #endif
1081                 disable_local_APIC();
1082
1083
1084         local_irq_restore(flags);
1085 }
1086
1087 /*
1088  * This is to verify that we're looking at a real local APIC.
1089  * Check these against your board if the CPUs aren't getting
1090  * started for no apparent reason.
1091  */
1092 int __init verify_local_APIC(void)
1093 {
1094         unsigned int reg0, reg1;
1095
1096         /*
1097          * The version register is read-only in a real APIC.
1098          */
1099         reg0 = apic_read(APIC_LVR);
1100         apic_printk(APIC_DEBUG, "Getting VERSION: %x\n", reg0);
1101         apic_write(APIC_LVR, reg0 ^ APIC_LVR_MASK);
1102         reg1 = apic_read(APIC_LVR);
1103         apic_printk(APIC_DEBUG, "Getting VERSION: %x\n", reg1);
1104
1105         /*
1106          * The two version reads above should print the same
1107          * numbers.  If the second one is different, then we
1108          * poke at a non-APIC.
1109          */
1110         if (reg1 != reg0)
1111                 return 0;
1112
1113         /*
1114          * Check if the version looks reasonably.
1115          */
1116         reg1 = GET_APIC_VERSION(reg0);
1117         if (reg1 == 0x00 || reg1 == 0xff)
1118                 return 0;
1119         reg1 = lapic_get_maxlvt();
1120         if (reg1 < 0x02 || reg1 == 0xff)
1121                 return 0;
1122
1123         /*
1124          * The ID register is read/write in a real APIC.
1125          */
1126         reg0 = apic_read(APIC_ID);
1127         apic_printk(APIC_DEBUG, "Getting ID: %x\n", reg0);
1128         apic_write(APIC_ID, reg0 ^ apic->apic_id_mask);
1129         reg1 = apic_read(APIC_ID);
1130         apic_printk(APIC_DEBUG, "Getting ID: %x\n", reg1);
1131         apic_write(APIC_ID, reg0);
1132         if (reg1 != (reg0 ^ apic->apic_id_mask))
1133                 return 0;
1134
1135         /*
1136          * The next two are just to see if we have sane values.
1137          * They're only really relevant if we're in Virtual Wire
1138          * compatibility mode, but most boxes are anymore.
1139          */
1140         reg0 = apic_read(APIC_LVT0);
1141         apic_printk(APIC_DEBUG, "Getting LVT0: %x\n", reg0);
1142         reg1 = apic_read(APIC_LVT1);
1143         apic_printk(APIC_DEBUG, "Getting LVT1: %x\n", reg1);
1144
1145         return 1;
1146 }
1147
1148 /**
1149  * sync_Arb_IDs - synchronize APIC bus arbitration IDs
1150  */
1151 void __init sync_Arb_IDs(void)
1152 {
1153         /*
1154          * Unsupported on P4 - see Intel Dev. Manual Vol. 3, Ch. 8.6.1 And not
1155          * needed on AMD.
1156          */
1157         if (modern_apic() || boot_cpu_data.x86_vendor == X86_VENDOR_AMD)
1158                 return;
1159
1160         /*
1161          * Wait for idle.
1162          */
1163         apic_wait_icr_idle();
1164
1165         apic_printk(APIC_DEBUG, "Synchronizing Arb IDs.\n");
1166         apic_write(APIC_ICR, APIC_DEST_ALLINC |
1167                         APIC_INT_LEVELTRIG | APIC_DM_INIT);
1168 }
1169
1170 /*
1171  * An initial setup of the virtual wire mode.
1172  */
1173 void __init init_bsp_APIC(void)
1174 {
1175         unsigned int value;
1176
1177         /*
1178          * Don't do the setup now if we have a SMP BIOS as the
1179          * through-I/O-APIC virtual wire mode might be active.
1180          */
1181         if (smp_found_config || !cpu_has_apic)
1182                 return;
1183
1184         /*
1185          * Do not trust the local APIC being empty at bootup.
1186          */
1187         clear_local_APIC();
1188
1189         /*
1190          * Enable APIC.
1191          */
1192         value = apic_read(APIC_SPIV);
1193         value &= ~APIC_VECTOR_MASK;
1194         value |= APIC_SPIV_APIC_ENABLED;
1195
1196 #ifdef CONFIG_X86_32
1197         /* This bit is reserved on P4/Xeon and should be cleared */
1198         if ((boot_cpu_data.x86_vendor == X86_VENDOR_INTEL) &&
1199             (boot_cpu_data.x86 == 15))
1200                 value &= ~APIC_SPIV_FOCUS_DISABLED;
1201         else
1202 #endif
1203                 value |= APIC_SPIV_FOCUS_DISABLED;
1204         value |= SPURIOUS_APIC_VECTOR;
1205         apic_write(APIC_SPIV, value);
1206
1207         /*
1208          * Set up the virtual wire mode.
1209          */
1210         apic_write(APIC_LVT0, APIC_DM_EXTINT);
1211         value = APIC_DM_NMI;
1212         if (!lapic_is_integrated())             /* 82489DX */
1213                 value |= APIC_LVT_LEVEL_TRIGGER;
1214         apic_write(APIC_LVT1, value);
1215 }
1216
1217 static void lapic_setup_esr(void)
1218 {
1219         unsigned int oldvalue, value, maxlvt;
1220
1221         if (!lapic_is_integrated()) {
1222                 pr_info("No ESR for 82489DX.\n");
1223                 return;
1224         }
1225
1226         if (apic->disable_esr) {
1227                 /*
1228                  * Something untraceable is creating bad interrupts on
1229                  * secondary quads ... for the moment, just leave the
1230                  * ESR disabled - we can't do anything useful with the
1231                  * errors anyway - mbligh
1232                  */
1233                 pr_info("Leaving ESR disabled.\n");
1234                 return;
1235         }
1236
1237         maxlvt = lapic_get_maxlvt();
1238         if (maxlvt > 3)         /* Due to the Pentium erratum 3AP. */
1239                 apic_write(APIC_ESR, 0);
1240         oldvalue = apic_read(APIC_ESR);
1241
1242         /* enables sending errors */
1243         value = ERROR_APIC_VECTOR;
1244         apic_write(APIC_LVTERR, value);
1245
1246         /*
1247          * spec says clear errors after enabling vector.
1248          */
1249         if (maxlvt > 3)
1250                 apic_write(APIC_ESR, 0);
1251         value = apic_read(APIC_ESR);
1252         if (value != oldvalue)
1253                 apic_printk(APIC_VERBOSE, "ESR value before enabling "
1254                         "vector: 0x%08x  after: 0x%08x\n",
1255                         oldvalue, value);
1256 }
1257
1258 /**
1259  * setup_local_APIC - setup the local APIC
1260  *
1261  * Used to setup local APIC while initializing BSP or bringin up APs.
1262  * Always called with preemption disabled.
1263  */
1264 void setup_local_APIC(void)
1265 {
1266         int cpu = smp_processor_id();
1267         unsigned int value, queued;
1268         int i, j, acked = 0;
1269         unsigned long long tsc = 0, ntsc;
1270         long long max_loops = cpu_khz ? cpu_khz : 1000000;
1271
1272         if (cpu_has_tsc)
1273                 rdtscll(tsc);
1274
1275         if (disable_apic) {
1276                 disable_ioapic_support();
1277                 return;
1278         }
1279
1280 #ifdef CONFIG_X86_32
1281         /* Pound the ESR really hard over the head with a big hammer - mbligh */
1282         if (lapic_is_integrated() && apic->disable_esr) {
1283                 apic_write(APIC_ESR, 0);
1284                 apic_write(APIC_ESR, 0);
1285                 apic_write(APIC_ESR, 0);
1286                 apic_write(APIC_ESR, 0);
1287         }
1288 #endif
1289         perf_events_lapic_init();
1290
1291         /*
1292          * Double-check whether this APIC is really registered.
1293          * This is meaningless in clustered apic mode, so we skip it.
1294          */
1295         BUG_ON(!apic->apic_id_registered());
1296
1297         /*
1298          * Intel recommends to set DFR, LDR and TPR before enabling
1299          * an APIC.  See e.g. "AP-388 82489DX User's Manual" (Intel
1300          * document number 292116).  So here it goes...
1301          */
1302         apic->init_apic_ldr();
1303
1304 #ifdef CONFIG_X86_32
1305         /*
1306          * APIC LDR is initialized.  If logical_apicid mapping was
1307          * initialized during get_smp_config(), make sure it matches the
1308          * actual value.
1309          */
1310         i = early_per_cpu(x86_cpu_to_logical_apicid, cpu);
1311         WARN_ON(i != BAD_APICID && i != logical_smp_processor_id());
1312         /* always use the value from LDR */
1313         early_per_cpu(x86_cpu_to_logical_apicid, cpu) =
1314                 logical_smp_processor_id();
1315 #endif
1316
1317         /*
1318          * Set Task Priority to 'accept all'. We never change this
1319          * later on.
1320          */
1321         value = apic_read(APIC_TASKPRI);
1322         value &= ~APIC_TPRI_MASK;
1323         apic_write(APIC_TASKPRI, value);
1324
1325         /*
1326          * After a crash, we no longer service the interrupts and a pending
1327          * interrupt from previous kernel might still have ISR bit set.
1328          *
1329          * Most probably by now CPU has serviced that pending interrupt and
1330          * it might not have done the ack_APIC_irq() because it thought,
1331          * interrupt came from i8259 as ExtInt. LAPIC did not get EOI so it
1332          * does not clear the ISR bit and cpu thinks it has already serivced
1333          * the interrupt. Hence a vector might get locked. It was noticed
1334          * for timer irq (vector 0x31). Issue an extra EOI to clear ISR.
1335          */
1336         do {
1337                 queued = 0;
1338                 for (i = APIC_ISR_NR - 1; i >= 0; i--)
1339                         queued |= apic_read(APIC_IRR + i*0x10);
1340
1341                 for (i = APIC_ISR_NR - 1; i >= 0; i--) {
1342                         value = apic_read(APIC_ISR + i*0x10);
1343                         for (j = 31; j >= 0; j--) {
1344                                 if (value & (1<<j)) {
1345                                         ack_APIC_irq();
1346                                         acked++;
1347                                 }
1348                         }
1349                 }
1350                 if (acked > 256) {
1351                         printk(KERN_ERR "LAPIC pending interrupts after %d EOI\n",
1352                                acked);
1353                         break;
1354                 }
1355                 if (queued) {
1356                         if (cpu_has_tsc && cpu_khz) {
1357                                 rdtscll(ntsc);
1358                                 max_loops = (cpu_khz << 10) - (ntsc - tsc);
1359                         } else
1360                                 max_loops--;
1361                 }
1362         } while (queued && max_loops > 0);
1363         WARN_ON(max_loops <= 0);
1364
1365         /*
1366          * Now that we are all set up, enable the APIC
1367          */
1368         value = apic_read(APIC_SPIV);
1369         value &= ~APIC_VECTOR_MASK;
1370         /*
1371          * Enable APIC
1372          */
1373         value |= APIC_SPIV_APIC_ENABLED;
1374
1375 #ifdef CONFIG_X86_32
1376         /*
1377          * Some unknown Intel IO/APIC (or APIC) errata is biting us with
1378          * certain networking cards. If high frequency interrupts are
1379          * happening on a particular IOAPIC pin, plus the IOAPIC routing
1380          * entry is masked/unmasked at a high rate as well then sooner or
1381          * later IOAPIC line gets 'stuck', no more interrupts are received
1382          * from the device. If focus CPU is disabled then the hang goes
1383          * away, oh well :-(
1384          *
1385          * [ This bug can be reproduced easily with a level-triggered
1386          *   PCI Ne2000 networking cards and PII/PIII processors, dual
1387          *   BX chipset. ]
1388          */
1389         /*
1390          * Actually disabling the focus CPU check just makes the hang less
1391          * frequent as it makes the interrupt distributon model be more
1392          * like LRU than MRU (the short-term load is more even across CPUs).
1393          * See also the comment in end_level_ioapic_irq().  --macro
1394          */
1395
1396         /*
1397          * - enable focus processor (bit==0)
1398          * - 64bit mode always use processor focus
1399          *   so no need to set it
1400          */
1401         value &= ~APIC_SPIV_FOCUS_DISABLED;
1402 #endif
1403
1404         /*
1405          * Set spurious IRQ vector
1406          */
1407         value |= SPURIOUS_APIC_VECTOR;
1408         apic_write(APIC_SPIV, value);
1409
1410         /*
1411          * Set up LVT0, LVT1:
1412          *
1413          * set up through-local-APIC on the BP's LINT0. This is not
1414          * strictly necessary in pure symmetric-IO mode, but sometimes
1415          * we delegate interrupts to the 8259A.
1416          */
1417         /*
1418          * TODO: set up through-local-APIC from through-I/O-APIC? --macro
1419          */
1420         value = apic_read(APIC_LVT0) & APIC_LVT_MASKED;
1421         if (!cpu && (pic_mode || !value)) {
1422                 value = APIC_DM_EXTINT;
1423                 apic_printk(APIC_VERBOSE, "enabled ExtINT on CPU#%d\n", cpu);
1424         } else {
1425                 value = APIC_DM_EXTINT | APIC_LVT_MASKED;
1426                 apic_printk(APIC_VERBOSE, "masked ExtINT on CPU#%d\n", cpu);
1427         }
1428         apic_write(APIC_LVT0, value);
1429
1430         /*
1431          * only the BP should see the LINT1 NMI signal, obviously.
1432          */
1433         if (!cpu)
1434                 value = APIC_DM_NMI;
1435         else
1436                 value = APIC_DM_NMI | APIC_LVT_MASKED;
1437         if (!lapic_is_integrated())             /* 82489DX */
1438                 value |= APIC_LVT_LEVEL_TRIGGER;
1439         apic_write(APIC_LVT1, value);
1440
1441 #ifdef CONFIG_X86_MCE_INTEL
1442         /* Recheck CMCI information after local APIC is up on CPU #0 */
1443         if (!cpu)
1444                 cmci_recheck();
1445 #endif
1446 }
1447
1448 static void end_local_APIC_setup(void)
1449 {
1450         lapic_setup_esr();
1451
1452 #ifdef CONFIG_X86_32
1453         {
1454                 unsigned int value;
1455                 /* Disable the local apic timer */
1456                 value = apic_read(APIC_LVTT);
1457                 value |= (APIC_LVT_MASKED | LOCAL_TIMER_VECTOR);
1458                 apic_write(APIC_LVTT, value);
1459         }
1460 #endif
1461
1462         apic_pm_activate();
1463 }
1464
1465 /*
1466  * APIC setup function for application processors. Called from smpboot.c
1467  */
1468 void apic_ap_setup(void)
1469 {
1470         setup_local_APIC();
1471         end_local_APIC_setup();
1472 }
1473
1474 #ifdef CONFIG_X86_X2APIC
1475 int x2apic_mode;
1476
1477 enum {
1478         X2APIC_OFF,
1479         X2APIC_ON,
1480         X2APIC_DISABLED,
1481 };
1482 static int x2apic_state;
1483
1484 static inline void __x2apic_disable(void)
1485 {
1486         u64 msr;
1487
1488         if (cpu_has_apic)
1489                 return;
1490
1491         rdmsrl(MSR_IA32_APICBASE, msr);
1492         if (!(msr & X2APIC_ENABLE))
1493                 return;
1494         /* Disable xapic and x2apic first and then reenable xapic mode */
1495         wrmsrl(MSR_IA32_APICBASE, msr & ~(X2APIC_ENABLE | XAPIC_ENABLE));
1496         wrmsrl(MSR_IA32_APICBASE, msr & ~X2APIC_ENABLE);
1497         printk_once(KERN_INFO "x2apic disabled\n");
1498 }
1499
1500 static inline void __x2apic_enable(void)
1501 {
1502         u64 msr;
1503
1504         rdmsrl(MSR_IA32_APICBASE, msr);
1505         if (msr & X2APIC_ENABLE)
1506                 return;
1507         wrmsrl(MSR_IA32_APICBASE, msr | X2APIC_ENABLE);
1508         printk_once(KERN_INFO "x2apic enabled\n");
1509 }
1510
1511 static int __init setup_nox2apic(char *str)
1512 {
1513         if (x2apic_enabled()) {
1514                 int apicid = native_apic_msr_read(APIC_ID);
1515
1516                 if (apicid >= 255) {
1517                         pr_warning("Apicid: %08x, cannot enforce nox2apic\n",
1518                                    apicid);
1519                         return 0;
1520                 }
1521                 pr_warning("x2apic already enabled.\n");
1522                 __x2apic_disable();
1523         }
1524         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_X2APIC);
1525         x2apic_state = X2APIC_DISABLED;
1526         x2apic_mode = 0;
1527         return 0;
1528 }
1529 early_param("nox2apic", setup_nox2apic);
1530
1531 /* Called from cpu_init() to enable x2apic on (secondary) cpus */
1532 void x2apic_setup(void)
1533 {
1534         /*
1535          * If x2apic is not in ON state, disable it if already enabled
1536          * from BIOS.
1537          */
1538         if (x2apic_state != X2APIC_ON) {
1539                 __x2apic_disable();
1540                 return;
1541         }
1542         __x2apic_enable();
1543 }
1544
1545 static __init void x2apic_disable(void)
1546 {
1547         u32 x2apic_id;
1548
1549         if (x2apic_state != X2APIC_ON)
1550                 goto out;
1551
1552         x2apic_id = read_apic_id();
1553         if (x2apic_id >= 255)
1554                 panic("Cannot disable x2apic, id: %08x\n", x2apic_id);
1555
1556         __x2apic_disable();
1557         register_lapic_address(mp_lapic_addr);
1558 out:
1559         x2apic_state = X2APIC_DISABLED;
1560         x2apic_mode = 0;
1561 }
1562
1563 static __init void x2apic_enable(void)
1564 {
1565         if (x2apic_state != X2APIC_OFF)
1566                 return;
1567
1568         x2apic_mode = 1;
1569         x2apic_state = X2APIC_ON;
1570         __x2apic_enable();
1571 }
1572
1573 static __init void try_to_enable_x2apic(int remap_mode)
1574 {
1575         if (x2apic_state == X2APIC_DISABLED)
1576                 return;
1577
1578         if (remap_mode != IRQ_REMAP_X2APIC_MODE) {
1579                 /* IR is required if there is APIC ID > 255 even when running
1580                  * under KVM
1581                  */
1582                 if (max_physical_apicid > 255 ||
1583                     (IS_ENABLED(CONFIG_HYPERVISOR_GUEST) &&
1584                      !hypervisor_x2apic_available())) {
1585                         pr_info("x2apic: IRQ remapping doesn't support X2APIC mode\n");
1586                         x2apic_disable();
1587                         return;
1588                 }
1589
1590                 /*
1591                  * without IR all CPUs can be addressed by IOAPIC/MSI
1592                  * only in physical mode
1593                  */
1594                 x2apic_phys = 1;
1595         }
1596         x2apic_enable();
1597 }
1598
1599 void __init check_x2apic(void)
1600 {
1601         if (x2apic_enabled()) {
1602                 pr_info("x2apic: enabled by BIOS, switching to x2apic ops\n");
1603                 x2apic_mode = 1;
1604                 x2apic_state = X2APIC_ON;
1605         } else if (!cpu_has_x2apic) {
1606                 x2apic_state = X2APIC_DISABLED;
1607         }
1608 }
1609 #else /* CONFIG_X86_X2APIC */
1610 static int __init validate_x2apic(void)
1611 {
1612         if (!apic_is_x2apic_enabled())
1613                 return 0;
1614         /*
1615          * Checkme: Can we simply turn off x2apic here instead of panic?
1616          */
1617         panic("BIOS has enabled x2apic but kernel doesn't support x2apic, please disable x2apic in BIOS.\n");
1618 }
1619 early_initcall(validate_x2apic);
1620
1621 static inline void try_to_enable_x2apic(int remap_mode) { }
1622 static inline void __x2apic_enable(void) { }
1623 #endif /* !CONFIG_X86_X2APIC */
1624
1625 static int __init try_to_enable_IR(void)
1626 {
1627 #ifdef CONFIG_X86_IO_APIC
1628         if (!x2apic_enabled() && skip_ioapic_setup) {
1629                 pr_info("Not enabling interrupt remapping due to skipped IO-APIC setup\n");
1630                 return -1;
1631         }
1632 #endif
1633         return irq_remapping_enable();
1634 }
1635
1636 void __init enable_IR_x2apic(void)
1637 {
1638         unsigned long flags;
1639         int ret, ir_stat;
1640
1641         ir_stat = irq_remapping_prepare();
1642         if (ir_stat < 0 && !x2apic_supported())
1643                 return;
1644
1645         ret = save_ioapic_entries();
1646         if (ret) {
1647                 pr_info("Saving IO-APIC state failed: %d\n", ret);
1648                 return;
1649         }
1650
1651         local_irq_save(flags);
1652         legacy_pic->mask_all();
1653         mask_ioapic_entries();
1654
1655         /* If irq_remapping_prepare() succeded, try to enable it */
1656         if (ir_stat >= 0)
1657                 ir_stat = try_to_enable_IR();
1658         /* ir_stat contains the remap mode or an error code */
1659         try_to_enable_x2apic(ir_stat);
1660
1661         if (ir_stat < 0)
1662                 restore_ioapic_entries();
1663         legacy_pic->restore_mask();
1664         local_irq_restore(flags);
1665 }
1666
1667 #ifdef CONFIG_X86_64
1668 /*
1669  * Detect and enable local APICs on non-SMP boards.
1670  * Original code written by Keir Fraser.
1671  * On AMD64 we trust the BIOS - if it says no APIC it is likely
1672  * not correctly set up (usually the APIC timer won't work etc.)
1673  */
1674 static int __init detect_init_APIC(void)
1675 {
1676         if (!cpu_has_apic) {
1677                 pr_info("No local APIC present\n");
1678                 return -1;
1679         }
1680
1681         mp_lapic_addr = APIC_DEFAULT_PHYS_BASE;
1682         return 0;
1683 }
1684 #else
1685
1686 static int __init apic_verify(void)
1687 {
1688         u32 features, h, l;
1689
1690         /*
1691          * The APIC feature bit should now be enabled
1692          * in `cpuid'
1693          */
1694         features = cpuid_edx(1);
1695         if (!(features & (1 << X86_FEATURE_APIC))) {
1696                 pr_warning("Could not enable APIC!\n");
1697                 return -1;
1698         }
1699         set_cpu_cap(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_APIC);
1700         mp_lapic_addr = APIC_DEFAULT_PHYS_BASE;
1701
1702         /* The BIOS may have set up the APIC at some other address */
1703         if (boot_cpu_data.x86 >= 6) {
1704                 rdmsr(MSR_IA32_APICBASE, l, h);
1705                 if (l & MSR_IA32_APICBASE_ENABLE)
1706                         mp_lapic_addr = l & MSR_IA32_APICBASE_BASE;
1707         }
1708
1709         pr_info("Found and enabled local APIC!\n");
1710         return 0;
1711 }
1712
1713 int __init apic_force_enable(unsigned long addr)
1714 {
1715         u32 h, l;
1716
1717         if (disable_apic)
1718                 return -1;
1719
1720         /*
1721          * Some BIOSes disable the local APIC in the APIC_BASE
1722          * MSR. This can only be done in software for Intel P6 or later
1723          * and AMD K7 (Model > 1) or later.
1724          */
1725         if (boot_cpu_data.x86 >= 6) {
1726                 rdmsr(MSR_IA32_APICBASE, l, h);
1727                 if (!(l & MSR_IA32_APICBASE_ENABLE)) {
1728                         pr_info("Local APIC disabled by BIOS -- reenabling.\n");
1729                         l &= ~MSR_IA32_APICBASE_BASE;
1730                         l |= MSR_IA32_APICBASE_ENABLE | addr;
1731                         wrmsr(MSR_IA32_APICBASE, l, h);
1732                         enabled_via_apicbase = 1;
1733                 }
1734         }
1735         return apic_verify();
1736 }
1737
1738 /*
1739  * Detect and initialize APIC
1740  */
1741 static int __init detect_init_APIC(void)
1742 {
1743         /* Disabled by kernel option? */
1744         if (disable_apic)
1745                 return -1;
1746
1747         switch (boot_cpu_data.x86_vendor) {
1748         case X86_VENDOR_AMD:
1749                 if ((boot_cpu_data.x86 == 6 && boot_cpu_data.x86_model > 1) ||
1750                     (boot_cpu_data.x86 >= 15))
1751                         break;
1752                 goto no_apic;
1753         case X86_VENDOR_INTEL:
1754                 if (boot_cpu_data.x86 == 6 || boot_cpu_data.x86 == 15 ||
1755                     (boot_cpu_data.x86 == 5 && cpu_has_apic))
1756                         break;
1757                 goto no_apic;
1758         default:
1759                 goto no_apic;
1760         }
1761
1762         if (!cpu_has_apic) {
1763                 /*
1764                  * Over-ride BIOS and try to enable the local APIC only if
1765                  * "lapic" specified.
1766                  */
1767                 if (!force_enable_local_apic) {
1768                         pr_info("Local APIC disabled by BIOS -- "
1769                                 "you can enable it with \"lapic\"\n");
1770                         return -1;
1771                 }
1772                 if (apic_force_enable(APIC_DEFAULT_PHYS_BASE))
1773                         return -1;
1774         } else {
1775                 if (apic_verify())
1776                         return -1;
1777         }
1778
1779         apic_pm_activate();
1780
1781         return 0;
1782
1783 no_apic:
1784         pr_info("No local APIC present or hardware disabled\n");
1785         return -1;
1786 }
1787 #endif
1788
1789 /**
1790  * init_apic_mappings - initialize APIC mappings
1791  */
1792 void __init init_apic_mappings(void)
1793 {
1794         unsigned int new_apicid;
1795
1796         if (x2apic_mode) {
1797                 boot_cpu_physical_apicid = read_apic_id();
1798                 return;
1799         }
1800
1801         /* If no local APIC can be found return early */
1802         if (!smp_found_config && detect_init_APIC()) {
1803                 /* lets NOP'ify apic operations */
1804                 pr_info("APIC: disable apic facility\n");
1805                 apic_disable();
1806         } else {
1807                 apic_phys = mp_lapic_addr;
1808
1809                 /*
1810                  * acpi lapic path already maps that address in
1811                  * acpi_register_lapic_address()
1812                  */
1813                 if (!acpi_lapic && !smp_found_config)
1814                         register_lapic_address(apic_phys);
1815         }
1816
1817         /*
1818          * Fetch the APIC ID of the BSP in case we have a
1819          * default configuration (or the MP table is broken).
1820          */
1821         new_apicid = read_apic_id();
1822         if (boot_cpu_physical_apicid != new_apicid) {
1823                 boot_cpu_physical_apicid = new_apicid;
1824                 /*
1825                  * yeah -- we lie about apic_version
1826                  * in case if apic was disabled via boot option
1827                  * but it's not a problem for SMP compiled kernel
1828                  * since smp_sanity_check is prepared for such a case
1829                  * and disable smp mode
1830                  */
1831                 apic_version[new_apicid] =
1832                          GET_APIC_VERSION(apic_read(APIC_LVR));
1833         }
1834 }
1835
1836 void __init register_lapic_address(unsigned long address)
1837 {
1838         mp_lapic_addr = address;
1839
1840         if (!x2apic_mode) {
1841                 set_fixmap_nocache(FIX_APIC_BASE, address);
1842                 apic_printk(APIC_VERBOSE, "mapped APIC to %16lx (%16lx)\n",
1843                             APIC_BASE, mp_lapic_addr);
1844         }
1845         if (boot_cpu_physical_apicid == -1U) {
1846                 boot_cpu_physical_apicid  = read_apic_id();
1847                 apic_version[boot_cpu_physical_apicid] =
1848                          GET_APIC_VERSION(apic_read(APIC_LVR));
1849         }
1850 }
1851
1852 int apic_version[MAX_LOCAL_APIC];
1853
1854 /*
1855  * Local APIC interrupts
1856  */
1857
1858 /*
1859  * This interrupt should _never_ happen with our APIC/SMP architecture
1860  */
1861 static inline void __smp_spurious_interrupt(u8 vector)
1862 {
1863         u32 v;
1864
1865         /*
1866          * Check if this really is a spurious interrupt and ACK it
1867          * if it is a vectored one.  Just in case...
1868          * Spurious interrupts should not be ACKed.
1869          */
1870         v = apic_read(APIC_ISR + ((vector & ~0x1f) >> 1));
1871         if (v & (1 << (vector & 0x1f)))
1872                 ack_APIC_irq();
1873
1874         inc_irq_stat(irq_spurious_count);
1875
1876         /* see sw-dev-man vol 3, chapter 7.4.13.5 */
1877         pr_info("spurious APIC interrupt through vector %02x on CPU#%d, "
1878                 "should never happen.\n", vector, smp_processor_id());
1879 }
1880
1881 __visible void smp_spurious_interrupt(struct pt_regs *regs)
1882 {
1883         entering_irq();
1884         __smp_spurious_interrupt(~regs->orig_ax);
1885         exiting_irq();
1886 }
1887
1888 __visible void smp_trace_spurious_interrupt(struct pt_regs *regs)
1889 {
1890         u8 vector = ~regs->orig_ax;
1891
1892         entering_irq();
1893         trace_spurious_apic_entry(vector);
1894         __smp_spurious_interrupt(vector);
1895         trace_spurious_apic_exit(vector);
1896         exiting_irq();
1897 }
1898
1899 /*
1900  * This interrupt should never happen with our APIC/SMP architecture
1901  */
1902 static inline void __smp_error_interrupt(struct pt_regs *regs)
1903 {
1904         u32 v;
1905         u32 i = 0;
1906         static const char * const error_interrupt_reason[] = {
1907                 "Send CS error",                /* APIC Error Bit 0 */
1908                 "Receive CS error",             /* APIC Error Bit 1 */
1909                 "Send accept error",            /* APIC Error Bit 2 */
1910                 "Receive accept error",         /* APIC Error Bit 3 */
1911                 "Redirectable IPI",             /* APIC Error Bit 4 */
1912                 "Send illegal vector",          /* APIC Error Bit 5 */
1913                 "Received illegal vector",      /* APIC Error Bit 6 */
1914                 "Illegal register address",     /* APIC Error Bit 7 */
1915         };
1916
1917         /* First tickle the hardware, only then report what went on. -- REW */
1918         if (lapic_get_maxlvt() > 3)     /* Due to the Pentium erratum 3AP. */
1919                 apic_write(APIC_ESR, 0);
1920         v = apic_read(APIC_ESR);
1921         ack_APIC_irq();
1922         atomic_inc(&irq_err_count);
1923
1924         apic_printk(APIC_DEBUG, KERN_DEBUG "APIC error on CPU%d: %02x",
1925                     smp_processor_id(), v);
1926
1927         v &= 0xff;
1928         while (v) {
1929                 if (v & 0x1)
1930                         apic_printk(APIC_DEBUG, KERN_CONT " : %s", error_interrupt_reason[i]);
1931                 i++;
1932                 v >>= 1;
1933         }
1934
1935         apic_printk(APIC_DEBUG, KERN_CONT "\n");
1936
1937 }
1938
1939 __visible void smp_error_interrupt(struct pt_regs *regs)
1940 {
1941         entering_irq();
1942         __smp_error_interrupt(regs);
1943         exiting_irq();
1944 }
1945
1946 __visible void smp_trace_error_interrupt(struct pt_regs *regs)
1947 {
1948         entering_irq();
1949         trace_error_apic_entry(ERROR_APIC_VECTOR);
1950         __smp_error_interrupt(regs);
1951         trace_error_apic_exit(ERROR_APIC_VECTOR);
1952         exiting_irq();
1953 }
1954
1955 /**
1956  * connect_bsp_APIC - attach the APIC to the interrupt system
1957  */
1958 static void __init connect_bsp_APIC(void)
1959 {
1960 #ifdef CONFIG_X86_32
1961         if (pic_mode) {
1962                 /*
1963                  * Do not trust the local APIC being empty at bootup.
1964                  */
1965                 clear_local_APIC();
1966                 /*
1967                  * PIC mode, enable APIC mode in the IMCR, i.e.  connect BSP's
1968                  * local APIC to INT and NMI lines.
1969                  */
1970                 apic_printk(APIC_VERBOSE, "leaving PIC mode, "
1971                                 "enabling APIC mode.\n");
1972                 imcr_pic_to_apic();
1973         }
1974 #endif
1975 }
1976
1977 /**
1978  * disconnect_bsp_APIC - detach the APIC from the interrupt system
1979  * @virt_wire_setup:    indicates, whether virtual wire mode is selected
1980  *
1981  * Virtual wire mode is necessary to deliver legacy interrupts even when the
1982  * APIC is disabled.
1983  */
1984 void disconnect_bsp_APIC(int virt_wire_setup)
1985 {
1986         unsigned int value;
1987
1988 #ifdef CONFIG_X86_32
1989         if (pic_mode) {
1990                 /*
1991                  * Put the board back into PIC mode (has an effect only on
1992                  * certain older boards).  Note that APIC interrupts, including
1993                  * IPIs, won't work beyond this point!  The only exception are
1994                  * INIT IPIs.
1995                  */
1996                 apic_printk(APIC_VERBOSE, "disabling APIC mode, "
1997                                 "entering PIC mode.\n");
1998                 imcr_apic_to_pic();
1999                 return;
2000         }
2001 #endif
2002
2003         /* Go back to Virtual Wire compatibility mode */
2004
2005         /* For the spurious interrupt use vector F, and enable it */
2006         value = apic_read(APIC_SPIV);
2007         value &= ~APIC_VECTOR_MASK;
2008         value |= APIC_SPIV_APIC_ENABLED;
2009         value |= 0xf;
2010         apic_write(APIC_SPIV, value);
2011
2012         if (!virt_wire_setup) {
2013                 /*
2014                  * For LVT0 make it edge triggered, active high,
2015                  * external and enabled
2016                  */
2017                 value = apic_read(APIC_LVT0);
2018                 value &= ~(APIC_MODE_MASK | APIC_SEND_PENDING |
2019                         APIC_INPUT_POLARITY | APIC_LVT_REMOTE_IRR |
2020                         APIC_LVT_LEVEL_TRIGGER | APIC_LVT_MASKED);
2021                 value |= APIC_LVT_REMOTE_IRR | APIC_SEND_PENDING;
2022                 value = SET_APIC_DELIVERY_MODE(value, APIC_MODE_EXTINT);
2023                 apic_write(APIC_LVT0, value);
2024         } else {
2025                 /* Disable LVT0 */
2026                 apic_write(APIC_LVT0, APIC_LVT_MASKED);
2027         }
2028
2029         /*
2030          * For LVT1 make it edge triggered, active high,
2031          * nmi and enabled
2032          */
2033         value = apic_read(APIC_LVT1);
2034         value &= ~(APIC_MODE_MASK | APIC_SEND_PENDING |
2035                         APIC_INPUT_POLARITY | APIC_LVT_REMOTE_IRR |
2036                         APIC_LVT_LEVEL_TRIGGER | APIC_LVT_MASKED);
2037         value |= APIC_LVT_REMOTE_IRR | APIC_SEND_PENDING;
2038         value = SET_APIC_DELIVERY_MODE(value, APIC_MODE_NMI);
2039         apic_write(APIC_LVT1, value);
2040 }
2041
2042 int generic_processor_info(int apicid, int version)
2043 {
2044         int cpu, max = nr_cpu_ids;
2045         bool boot_cpu_detected = physid_isset(boot_cpu_physical_apicid,
2046                                 phys_cpu_present_map);
2047
2048         /*
2049          * boot_cpu_physical_apicid is designed to have the apicid
2050          * returned by read_apic_id(), i.e, the apicid of the
2051          * currently booting-up processor. However, on some platforms,
2052          * it is temporarily modified by the apicid reported as BSP
2053          * through MP table. Concretely:
2054          *
2055          * - arch/x86/kernel/mpparse.c: MP_processor_info()
2056          * - arch/x86/mm/amdtopology.c: amd_numa_init()
2057          *
2058          * This function is executed with the modified
2059          * boot_cpu_physical_apicid. So, disabled_cpu_apicid kernel
2060          * parameter doesn't work to disable APs on kdump 2nd kernel.
2061          *
2062          * Since fixing handling of boot_cpu_physical_apicid requires
2063          * another discussion and tests on each platform, we leave it
2064          * for now and here we use read_apic_id() directly in this
2065          * function, generic_processor_info().
2066          */
2067         if (disabled_cpu_apicid != BAD_APICID &&
2068             disabled_cpu_apicid != read_apic_id() &&
2069             disabled_cpu_apicid == apicid) {
2070                 int thiscpu = num_processors + disabled_cpus;
2071
2072                 pr_warning("APIC: Disabling requested cpu."
2073                            " Processor %d/0x%x ignored.\n",
2074                            thiscpu, apicid);
2075
2076                 disabled_cpus++;
2077                 return -ENODEV;
2078         }
2079
2080         /*
2081          * If boot cpu has not been detected yet, then only allow upto
2082          * nr_cpu_ids - 1 processors and keep one slot free for boot cpu
2083          */
2084         if (!boot_cpu_detected && num_processors >= nr_cpu_ids - 1 &&
2085             apicid != boot_cpu_physical_apicid) {
2086                 int thiscpu = max + disabled_cpus - 1;
2087
2088                 pr_warning(
2089                         "ACPI: NR_CPUS/possible_cpus limit of %i almost"
2090                         " reached. Keeping one slot for boot cpu."
2091                         "  Processor %d/0x%x ignored.\n", max, thiscpu, apicid);
2092
2093                 disabled_cpus++;
2094                 return -ENODEV;
2095         }
2096
2097         if (num_processors >= nr_cpu_ids) {
2098                 int thiscpu = max + disabled_cpus;
2099
2100                 pr_warning(
2101                         "ACPI: NR_CPUS/possible_cpus limit of %i reached."
2102                         "  Processor %d/0x%x ignored.\n", max, thiscpu, apicid);
2103
2104                 disabled_cpus++;
2105                 return -EINVAL;
2106         }
2107
2108         num_processors++;
2109         if (apicid == boot_cpu_physical_apicid) {
2110                 /*
2111                  * x86_bios_cpu_apicid is required to have processors listed
2112                  * in same order as logical cpu numbers. Hence the first
2113                  * entry is BSP, and so on.
2114                  * boot_cpu_init() already hold bit 0 in cpu_present_mask
2115                  * for BSP.
2116                  */
2117                 cpu = 0;
2118         } else
2119                 cpu = cpumask_next_zero(-1, cpu_present_mask);
2120
2121         /*
2122          * Validate version
2123          */
2124         if (version == 0x0) {
2125                 pr_warning("BIOS bug: APIC version is 0 for CPU %d/0x%x, fixing up to 0x10\n",
2126                            cpu, apicid);
2127                 version = 0x10;
2128         }
2129         apic_version[apicid] = version;
2130
2131         if (version != apic_version[boot_cpu_physical_apicid]) {
2132                 pr_warning("BIOS bug: APIC version mismatch, boot CPU: %x, CPU %d: version %x\n",
2133                         apic_version[boot_cpu_physical_apicid], cpu, version);
2134         }
2135
2136         physid_set(apicid, phys_cpu_present_map);
2137         if (apicid > max_physical_apicid)
2138                 max_physical_apicid = apicid;
2139
2140 #if defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_X86_64)
2141         early_per_cpu(x86_cpu_to_apicid, cpu) = apicid;
2142         early_per_cpu(x86_bios_cpu_apicid, cpu) = apicid;
2143 #endif
2144 #ifdef CONFIG_X86_32
2145         early_per_cpu(x86_cpu_to_logical_apicid, cpu) =
2146                 apic->x86_32_early_logical_apicid(cpu);
2147 #endif
2148         set_cpu_possible(cpu, true);
2149         set_cpu_present(cpu, true);
2150
2151         return cpu;
2152 }
2153
2154 int hard_smp_processor_id(void)
2155 {
2156         return read_apic_id();
2157 }
2158
2159 void default_init_apic_ldr(void)
2160 {
2161         unsigned long val;
2162
2163         apic_write(APIC_DFR, APIC_DFR_VALUE);
2164         val = apic_read(APIC_LDR) & ~APIC_LDR_MASK;
2165         val |= SET_APIC_LOGICAL_ID(1UL << smp_processor_id());
2166         apic_write(APIC_LDR, val);
2167 }
2168
2169 int default_cpu_mask_to_apicid_and(const struct cpumask *cpumask,
2170                                    const struct cpumask *andmask,
2171                                    unsigned int *apicid)
2172 {
2173         unsigned int cpu;
2174
2175         for_each_cpu_and(cpu, cpumask, andmask) {
2176                 if (cpumask_test_cpu(cpu, cpu_online_mask))
2177                         break;
2178         }
2179
2180         if (likely(cpu < nr_cpu_ids)) {
2181                 *apicid = per_cpu(x86_cpu_to_apicid, cpu);
2182                 return 0;
2183         }
2184
2185         return -EINVAL;
2186 }
2187
2188 /*
2189  * Override the generic EOI implementation with an optimized version.
2190  * Only called during early boot when only one CPU is active and with
2191  * interrupts disabled, so we know this does not race with actual APIC driver
2192  * use.
2193  */
2194 void __init apic_set_eoi_write(void (*eoi_write)(u32 reg, u32 v))
2195 {
2196         struct apic **drv;
2197
2198         for (drv = __apicdrivers; drv < __apicdrivers_end; drv++) {
2199                 /* Should happen once for each apic */
2200                 WARN_ON((*drv)->eoi_write == eoi_write);
2201                 (*drv)->eoi_write = eoi_write;
2202         }
2203 }
2204
2205 static void __init apic_bsp_up_setup(void)
2206 {
2207 #ifdef CONFIG_X86_64
2208         apic_write(APIC_ID, SET_APIC_ID(boot_cpu_physical_apicid));
2209 #else
2210         /*
2211          * Hack: In case of kdump, after a crash, kernel might be booting
2212          * on a cpu with non-zero lapic id. But boot_cpu_physical_apicid
2213          * might be zero if read from MP tables. Get it from LAPIC.
2214          */
2215 # ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
2216         boot_cpu_physical_apicid = read_apic_id();
2217 # endif
2218 #endif
2219         physid_set_mask_of_physid(boot_cpu_physical_apicid, &phys_cpu_present_map);
2220 }
2221
2222 /**
2223  * apic_bsp_setup - Setup function for local apic and io-apic
2224  * @upmode:             Force UP mode (for APIC_init_uniprocessor)
2225  *
2226  * Returns:
2227  * apic_id of BSP APIC
2228  */
2229 int __init apic_bsp_setup(bool upmode)
2230 {
2231         int id;
2232
2233         connect_bsp_APIC();
2234         if (upmode)
2235                 apic_bsp_up_setup();
2236         setup_local_APIC();
2237
2238         if (x2apic_mode)
2239                 id = apic_read(APIC_LDR);
2240         else
2241                 id = GET_APIC_LOGICAL_ID(apic_read(APIC_LDR));
2242
2243         enable_IO_APIC();
2244         end_local_APIC_setup();
2245         irq_remap_enable_fault_handling();
2246         setup_IO_APIC();
2247         /* Setup local timer */
2248         x86_init.timers.setup_percpu_clockev();
2249         return id;
2250 }
2251
2252 /*
2253  * This initializes the IO-APIC and APIC hardware if this is
2254  * a UP kernel.
2255  */
2256 int __init APIC_init_uniprocessor(void)
2257 {
2258         if (disable_apic) {
2259                 pr_info("Apic disabled\n");
2260                 return -1;
2261         }
2262 #ifdef CONFIG_X86_64
2263         if (!cpu_has_apic) {
2264                 disable_apic = 1;
2265                 pr_info("Apic disabled by BIOS\n");
2266                 return -1;
2267         }
2268 #else
2269         if (!smp_found_config && !cpu_has_apic)
2270                 return -1;
2271
2272         /*
2273          * Complain if the BIOS pretends there is one.
2274          */
2275         if (!cpu_has_apic &&
2276             APIC_INTEGRATED(apic_version[boot_cpu_physical_apicid])) {
2277                 pr_err("BIOS bug, local APIC 0x%x not detected!...\n",
2278                         boot_cpu_physical_apicid);
2279                 return -1;
2280         }
2281 #endif
2282
2283         if (!smp_found_config)
2284                 disable_ioapic_support();
2285
2286         default_setup_apic_routing();
2287         verify_local_APIC();
2288         apic_bsp_setup(true);
2289         return 0;
2290 }
2291
2292 #ifdef CONFIG_UP_LATE_INIT
2293 void __init up_late_init(void)
2294 {
2295         APIC_init_uniprocessor();
2296 }
2297 #endif
2298
2299 /*
2300  * Power management
2301  */
2302 #ifdef CONFIG_PM
2303
2304 static struct {
2305         /*
2306          * 'active' is true if the local APIC was enabled by us and
2307          * not the BIOS; this signifies that we are also responsible
2308          * for disabling it before entering apm/acpi suspend
2309          */
2310         int active;
2311         /* r/w apic fields */
2312         unsigned int apic_id;
2313         unsigned int apic_taskpri;
2314         unsigned int apic_ldr;
2315         unsigned int apic_dfr;
2316         unsigned int apic_spiv;
2317         unsigned int apic_lvtt;
2318         unsigned int apic_lvtpc;
2319         unsigned int apic_lvt0;
2320         unsigned int apic_lvt1;
2321         unsigned int apic_lvterr;
2322         unsigned int apic_tmict;
2323         unsigned int apic_tdcr;
2324         unsigned int apic_thmr;
2325 } apic_pm_state;
2326
2327 static int lapic_suspend(void)
2328 {
2329         unsigned long flags;
2330         int maxlvt;
2331
2332         if (!apic_pm_state.active)
2333                 return 0;
2334
2335         maxlvt = lapic_get_maxlvt();
2336
2337         apic_pm_state.apic_id = apic_read(APIC_ID);
2338         apic_pm_state.apic_taskpri = apic_read(APIC_TASKPRI);
2339         apic_pm_state.apic_ldr = apic_read(APIC_LDR);
2340         apic_pm_state.apic_dfr = apic_read(APIC_DFR);
2341         apic_pm_state.apic_spiv = apic_read(APIC_SPIV);
2342         apic_pm_state.apic_lvtt = apic_read(APIC_LVTT);
2343         if (maxlvt >= 4)
2344                 apic_pm_state.apic_lvtpc = apic_read(APIC_LVTPC);
2345         apic_pm_state.apic_lvt0 = apic_read(APIC_LVT0);
2346         apic_pm_state.apic_lvt1 = apic_read(APIC_LVT1);
2347         apic_pm_state.apic_lvterr = apic_read(APIC_LVTERR);
2348         apic_pm_state.apic_tmict = apic_read(APIC_TMICT);
2349         apic_pm_state.apic_tdcr = apic_read(APIC_TDCR);
2350 #ifdef CONFIG_X86_THERMAL_VECTOR
2351         if (maxlvt >= 5)
2352                 apic_pm_state.apic_thmr = apic_read(APIC_LVTTHMR);
2353 #endif
2354
2355         local_irq_save(flags);
2356         disable_local_APIC();
2357
2358         irq_remapping_disable();
2359
2360         local_irq_restore(flags);
2361         return 0;
2362 }
2363
2364 static void lapic_resume(void)
2365 {
2366         unsigned int l, h;
2367         unsigned long flags;
2368         int maxlvt;
2369
2370         if (!apic_pm_state.active)
2371                 return;
2372
2373         local_irq_save(flags);
2374
2375         /*
2376          * IO-APIC and PIC have their own resume routines.
2377          * We just mask them here to make sure the interrupt
2378          * subsystem is completely quiet while we enable x2apic
2379          * and interrupt-remapping.
2380          */
2381         mask_ioapic_entries();
2382         legacy_pic->mask_all();
2383
2384         if (x2apic_mode) {
2385                 __x2apic_enable();
2386         } else {
2387                 /*
2388                  * Make sure the APICBASE points to the right address
2389                  *
2390                  * FIXME! This will be wrong if we ever support suspend on
2391                  * SMP! We'll need to do this as part of the CPU restore!
2392                  */
2393                 if (boot_cpu_data.x86 >= 6) {
2394                         rdmsr(MSR_IA32_APICBASE, l, h);
2395                         l &= ~MSR_IA32_APICBASE_BASE;
2396                         l |= MSR_IA32_APICBASE_ENABLE | mp_lapic_addr;
2397                         wrmsr(MSR_IA32_APICBASE, l, h);
2398                 }
2399         }
2400
2401         maxlvt = lapic_get_maxlvt();
2402         apic_write(APIC_LVTERR, ERROR_APIC_VECTOR | APIC_LVT_MASKED);
2403         apic_write(APIC_ID, apic_pm_state.apic_id);
2404         apic_write(APIC_DFR, apic_pm_state.apic_dfr);
2405         apic_write(APIC_LDR, apic_pm_state.apic_ldr);
2406         apic_write(APIC_TASKPRI, apic_pm_state.apic_taskpri);
2407         apic_write(APIC_SPIV, apic_pm_state.apic_spiv);
2408         apic_write(APIC_LVT0, apic_pm_state.apic_lvt0);
2409         apic_write(APIC_LVT1, apic_pm_state.apic_lvt1);
2410 #if defined(CONFIG_X86_MCE_INTEL)
2411         if (maxlvt >= 5)
2412                 apic_write(APIC_LVTTHMR, apic_pm_state.apic_thmr);
2413 #endif
2414         if (maxlvt >= 4)
2415                 apic_write(APIC_LVTPC, apic_pm_state.apic_lvtpc);
2416         apic_write(APIC_LVTT, apic_pm_state.apic_lvtt);
2417         apic_write(APIC_TDCR, apic_pm_state.apic_tdcr);
2418         apic_write(APIC_TMICT, apic_pm_state.apic_tmict);
2419         apic_write(APIC_ESR, 0);
2420         apic_read(APIC_ESR);
2421         apic_write(APIC_LVTERR, apic_pm_state.apic_lvterr);
2422         apic_write(APIC_ESR, 0);
2423         apic_read(APIC_ESR);
2424
2425         irq_remapping_reenable(x2apic_mode);
2426
2427         local_irq_restore(flags);
2428 }
2429
2430 /*
2431  * This device has no shutdown method - fully functioning local APICs
2432  * are needed on every CPU up until machine_halt/restart/poweroff.
2433  */
2434
2435 static struct syscore_ops lapic_syscore_ops = {
2436         .resume         = lapic_resume,
2437         .suspend        = lapic_suspend,
2438 };
2439
2440 static void apic_pm_activate(void)
2441 {
2442         apic_pm_state.active = 1;
2443 }
2444
2445 static int __init init_lapic_sysfs(void)
2446 {
2447         /* XXX: remove suspend/resume procs if !apic_pm_state.active? */
2448         if (cpu_has_apic)
2449                 register_syscore_ops(&lapic_syscore_ops);
2450
2451         return 0;
2452 }
2453
2454 /* local apic needs to resume before other devices access its registers. */
2455 core_initcall(init_lapic_sysfs);
2456
2457 #else   /* CONFIG_PM */
2458
2459 static void apic_pm_activate(void) { }
2460
2461 #endif  /* CONFIG_PM */
2462
2463 #ifdef CONFIG_X86_64
2464
2465 static int multi_checked;
2466 static int multi;
2467
2468 static int set_multi(const struct dmi_system_id *d)
2469 {
2470         if (multi)
2471                 return 0;
2472         pr_info("APIC: %s detected, Multi Chassis\n", d->ident);
2473         multi = 1;
2474         return 0;
2475 }
2476
2477 static const struct dmi_system_id multi_dmi_table[] = {
2478         {
2479                 .callback = set_multi,
2480                 .ident = "IBM System Summit2",
2481                 .matches = {
2482                         DMI_MATCH(DMI_SYS_VENDOR, "IBM"),
2483                         DMI_MATCH(DMI_PRODUCT_NAME, "Summit2"),
2484                 },
2485         },
2486         {}
2487 };
2488
2489 static void dmi_check_multi(void)
2490 {
2491         if (multi_checked)
2492                 return;
2493
2494         dmi_check_system(multi_dmi_table);
2495         multi_checked = 1;
2496 }
2497
2498 /*
2499  * apic_is_clustered_box() -- Check if we can expect good TSC
2500  *
2501  * Thus far, the major user of this is IBM's Summit2 series:
2502  * Clustered boxes may have unsynced TSC problems if they are
2503  * multi-chassis.
2504  * Use DMI to check them
2505  */
2506 int apic_is_clustered_box(void)
2507 {
2508         dmi_check_multi();
2509         return multi;
2510 }
2511 #endif
2512
2513 /*
2514  * APIC command line parameters
2515  */
2516 static int __init setup_disableapic(char *arg)
2517 {
2518         disable_apic = 1;
2519         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_APIC);
2520         return 0;
2521 }
2522 early_param("disableapic", setup_disableapic);
2523
2524 /* same as disableapic, for compatibility */
2525 static int __init setup_nolapic(char *arg)
2526 {
2527         return setup_disableapic(arg);
2528 }
2529 early_param("nolapic", setup_nolapic);
2530
2531 static int __init parse_lapic_timer_c2_ok(char *arg)
2532 {
2533         local_apic_timer_c2_ok = 1;
2534         return 0;
2535 }
2536 early_param("lapic_timer_c2_ok", parse_lapic_timer_c2_ok);
2537
2538 static int __init parse_disable_apic_timer(char *arg)
2539 {
2540         disable_apic_timer = 1;
2541         return 0;
2542 }
2543 early_param("noapictimer", parse_disable_apic_timer);
2544
2545 static int __init parse_nolapic_timer(char *arg)
2546 {
2547         disable_apic_timer = 1;
2548         return 0;
2549 }
2550 early_param("nolapic_timer", parse_nolapic_timer);
2551
2552 static int __init apic_set_verbosity(char *arg)
2553 {
2554         if (!arg)  {
2555 #ifdef CONFIG_X86_64
2556                 skip_ioapic_setup = 0;
2557                 return 0;
2558 #endif
2559                 return -EINVAL;
2560         }
2561
2562         if (strcmp("debug", arg) == 0)
2563                 apic_verbosity = APIC_DEBUG;
2564         else if (strcmp("verbose", arg) == 0)
2565                 apic_verbosity = APIC_VERBOSE;
2566         else {
2567                 pr_warning("APIC Verbosity level %s not recognised"
2568                         " use apic=verbose or apic=debug\n", arg);
2569                 return -EINVAL;
2570         }
2571
2572         return 0;
2573 }
2574 early_param("apic", apic_set_verbosity);
2575
2576 static int __init lapic_insert_resource(void)
2577 {
2578         if (!apic_phys)
2579                 return -1;
2580
2581         /* Put local APIC into the resource map. */
2582         lapic_resource.start = apic_phys;
2583         lapic_resource.end = lapic_resource.start + PAGE_SIZE - 1;
2584         insert_resource(&iomem_resource, &lapic_resource);
2585
2586         return 0;
2587 }
2588
2589 /*
2590  * need call insert after e820_reserve_resources()
2591  * that is using request_resource
2592  */
2593 late_initcall(lapic_insert_resource);
2594
2595 static int __init apic_set_disabled_cpu_apicid(char *arg)
2596 {
2597         if (!arg || !get_option(&arg, &disabled_cpu_apicid))
2598                 return -EINVAL;
2599
2600         return 0;
2601 }
2602 early_param("disable_cpu_apicid", apic_set_disabled_cpu_apicid);