palacios/src/devices/apic.c

   1 /*
   2  * This file is part of the Palacios Virtual Machine Monitor developed
   3  * by the V3VEE Project with funding from the United States National
   4  * Science Foundation and the Department of Energy.
   5  *
   6  * The V3VEE Project is a joint project between Northwestern University
   7  * and the University of New Mexico.  You can find out more at
   8  * http://www.v3vee.org
   9  *
  10  * Copyright (c) 2008, Jack Lange <jarusl@cs.northwestern.edu>
  11  * Copyright (c) 2008, The V3VEE Project <http://www.v3vee.org>
  12  * All rights reserved.
  13  *
  14  * Authors: Jack Lange <jarusl@cs.northwestern.edu>
  15  *          Peter Dinda <pdinda@northwestern.edu> (SMP)
  16  *
  17  * This is free software.  You are permitted to use,
  18  * redistribute, and modify it as specified in the file "V3VEE_LICENSE".
  19  */
  20
  21
  22 #include <devices/apic.h>
  23 #include <devices/apic_regs.h>
  24 #include <palacios/vmm.h>
  25 #include <palacios/vmm_msr.h>
  26 #include <palacios/vmm_sprintf.h>
  27 #include <palacios/vm_guest.h>
  28 #include <palacios/vmm_types.h>
  29
  30
  31 #include <palacios/vmm_queue.h>
  32 #include <palacios/vmm_lock.h>
  33
  34 /* The locking in this file is nasty.
  35  * There are 3 different locking approaches that are taken, depending on the APIC operation
  36  * 1. Queue locks. Actual irq insertions are done via queueing irq ops at the dest apic.
  37  *    The destination apic's core is responsible for draining the queue, and actually
  38  *    setting the vector table.
  39  * 2. State lock. This is a standard lock taken when internal apic state is read/written.
  40  *    When an irq's destination is determined this lock is taken to examine the apic's
  41  *    addressability.
  42  * 3. VM barrier lock. This is taken when actual VM core state is changed (via SIPI).
  43  */
  44
  45
  46
  47 #ifndef V3_CONFIG_DEBUG_APIC
  48 #undef PrintDebug
  49 #define PrintDebug(fmt, args...)
  50 #else
  51
  52 static char * shorthand_str[] = {
  53     "(no shorthand)",
  54     "(self)",
  55     "(all)",
  56     "(all-but-me)",
  57 };
  58
  59 static char * deliverymode_str[] = {
  60     "(fixed)",
  61     "(lowest priority)",
  62     "(SMI)",
  63     "(reserved)",
  64     "(NMI)",
  65     "(INIT)",
  66     "(Start Up)",
  67     "(ExtInt)",
  68 };
  69
  70 #endif
  71
  72 typedef enum { APIC_TMR_INT, APIC_THERM_INT, APIC_PERF_INT,
  73                APIC_LINT0_INT, APIC_LINT1_INT, APIC_ERR_INT } apic_irq_type_t;
  74
  75
  76 #define APIC_SHORTHAND_NONE        0x0
  77 #define APIC_SHORTHAND_SELF        0x1
  78 #define APIC_SHORTHAND_ALL         0x2
  79 #define APIC_SHORTHAND_ALL_BUT_ME  0x3
  80
  81 #define APIC_DEST_PHYSICAL    0x0
  82 #define APIC_DEST_LOGICAL     0x1
  83
  84
  85 #define BASE_ADDR_MSR     0x0000001B
  86 #define DEFAULT_BASE_ADDR 0xfee00000
  87
  88 #define APIC_ID_OFFSET                    0x020
  89 #define APIC_VERSION_OFFSET               0x030
  90 #define TPR_OFFSET                        0x080
  91 #define APR_OFFSET                        0x090
  92 #define PPR_OFFSET                        0x0a0
  93 #define EOI_OFFSET                        0x0b0
  94 #define REMOTE_READ_OFFSET                0x0c0
  95 #define LDR_OFFSET                        0x0d0
  96 #define DFR_OFFSET                        0x0e0
  97 #define SPURIOUS_INT_VEC_OFFSET           0x0f0
  98
  99 #define ISR_OFFSET0                       0x100   // 0x100 - 0x170
 100 #define ISR_OFFSET1                       0x110   // 0x100 - 0x170
 101 #define ISR_OFFSET2                       0x120   // 0x100 - 0x170
 102 #define ISR_OFFSET3                       0x130   // 0x100 - 0x170
 103 #define ISR_OFFSET4                       0x140   // 0x100 - 0x170
 104 #define ISR_OFFSET5                       0x150   // 0x100 - 0x170
 105 #define ISR_OFFSET6                       0x160   // 0x100 - 0x170
 106 #define ISR_OFFSET7                       0x170   // 0x100 - 0x170
 107
 108 #define TRIG_OFFSET0                      0x180   // 0x180 - 0x1f0
 109 #define TRIG_OFFSET1                      0x190   // 0x180 - 0x1f0
 110 #define TRIG_OFFSET2                      0x1a0   // 0x180 - 0x1f0
 111 #define TRIG_OFFSET3                      0x1b0   // 0x180 - 0x1f0
 112 #define TRIG_OFFSET4                      0x1c0   // 0x180 - 0x1f0
 113 #define TRIG_OFFSET5                      0x1d0   // 0x180 - 0x1f0
 114 #define TRIG_OFFSET6                      0x1e0   // 0x180 - 0x1f0
 115 #define TRIG_OFFSET7                      0x1f0   // 0x180 - 0x1f0
 116
 117
 118 #define IRR_OFFSET0                       0x200   // 0x200 - 0x270
 119 #define IRR_OFFSET1                       0x210   // 0x200 - 0x270
 120 #define IRR_OFFSET2                       0x220   // 0x200 - 0x270
 121 #define IRR_OFFSET3                       0x230   // 0x200 - 0x270
 122 #define IRR_OFFSET4                       0x240   // 0x200 - 0x270
 123 #define IRR_OFFSET5                       0x250   // 0x200 - 0x270
 124 #define IRR_OFFSET6                       0x260   // 0x200 - 0x270
 125 #define IRR_OFFSET7                       0x270   // 0x200 - 0x270
 126
 127
 128 #define ESR_OFFSET                        0x280
 129 #define INT_CMD_LO_OFFSET                 0x300
 130 #define INT_CMD_HI_OFFSET                 0x310
 131 #define TMR_LOC_VEC_TBL_OFFSET            0x320
 132 #define THERM_LOC_VEC_TBL_OFFSET          0x330
 133 #define PERF_CTR_LOC_VEC_TBL_OFFSET       0x340
 134 #define LINT0_VEC_TBL_OFFSET              0x350
 135 #define LINT1_VEC_TBL_OFFSET              0x360
 136 #define ERR_VEC_TBL_OFFSET                0x370
 137 #define TMR_INIT_CNT_OFFSET               0x380
 138 #define TMR_CUR_CNT_OFFSET                0x390
 139 #define TMR_DIV_CFG_OFFSET                0x3e0
 140 #define EXT_APIC_FEATURE_OFFSET           0x400
 141 #define EXT_APIC_CMD_OFFSET               0x410
 142 #define SEOI_OFFSET                       0x420
 143
 144 #define IER_OFFSET0                       0x480   // 0x480 - 0x4f0
 145 #define IER_OFFSET1                       0x490   // 0x480 - 0x4f0
 146 #define IER_OFFSET2                       0x4a0   // 0x480 - 0x4f0
 147 #define IER_OFFSET3                       0x4b0   // 0x480 - 0x4f0
 148 #define IER_OFFSET4                       0x4c0   // 0x480 - 0x4f0
 149 #define IER_OFFSET5                       0x4d0   // 0x480 - 0x4f0
 150 #define IER_OFFSET6                       0x4e0   // 0x480 - 0x4f0
 151 #define IER_OFFSET7                       0x4f0   // 0x480 - 0x4f0
 152
 153 #define EXT_INT_LOC_VEC_TBL_OFFSET0       0x500   // 0x500 - 0x530
 154 #define EXT_INT_LOC_VEC_TBL_OFFSET1       0x510   // 0x500 - 0x530
 155 #define EXT_INT_LOC_VEC_TBL_OFFSET2       0x520   // 0x500 - 0x530
 156 #define EXT_INT_LOC_VEC_TBL_OFFSET3       0x530   // 0x500 - 0x530
 157
 158 struct apic_msr {
 159     union {
 160         uint64_t value;
 161         struct {
 162             uint8_t rsvd;
 163             uint8_t bootstrap_cpu : 1;
 164             uint8_t rsvd2         : 2;
 165             uint8_t apic_enable   : 1;
 166             uint64_t base_addr    : 40;
 167             uint32_t rsvd3        : 12;
 168         } __attribute__((packed));
 169     } __attribute__((packed));
 170 } __attribute__((packed));
 171
 172
 173
 174
 175
 176 struct irq_queue_entry {
 177     uint32_t vector;
 178     int (*ack)(struct guest_info * core, uint32_t irq, void * private_data);
 179     void * private_data;
 180
 181     struct list_head list_node;
 182 };
 183
 184
 185
 186
 187 typedef enum {INIT_ST,
 188               SIPI,
 189               STARTED} ipi_state_t;
 190
 191 struct apic_dev_state;
 192
 193 struct apic_state {
 194     addr_t base_addr;
 195
 196     /* MSRs */
 197     struct apic_msr base_addr_msr;
 198
 199
 200     /* memory map registers */
 201
 202     struct lapic_id_reg lapic_id;
 203     struct apic_ver_reg apic_ver;
 204     struct ext_apic_ctrl_reg ext_apic_ctrl;
 205     struct local_vec_tbl_reg local_vec_tbl;
 206     struct tmr_vec_tbl_reg tmr_vec_tbl;
 207     struct tmr_div_cfg_reg tmr_div_cfg;
 208     struct lint_vec_tbl_reg lint0_vec_tbl;
 209     struct lint_vec_tbl_reg lint1_vec_tbl;
 210     struct perf_ctr_loc_vec_tbl_reg perf_ctr_loc_vec_tbl;
 211     struct therm_loc_vec_tbl_reg therm_loc_vec_tbl;
 212     struct err_vec_tbl_reg err_vec_tbl;
 213     struct err_status_reg err_status;
 214     struct spurious_int_reg spurious_int;
 215     struct int_cmd_reg int_cmd;
 216     struct log_dst_reg log_dst;
 217     struct dst_fmt_reg dst_fmt;
 218     //struct arb_prio_reg arb_prio;     // computed on the fly
 219     //struct task_prio_reg task_prio;   // stored in core.ctrl_regs.apic_tpr
 220     //struct proc_prio_reg proc_prio;   // computed on the fly
 221     struct ext_apic_feature_reg ext_apic_feature;
 222     struct spec_eoi_reg spec_eoi;
 223
 224
 225     uint32_t tmr_cur_cnt;
 226     uint32_t tmr_init_cnt;
 227     uint32_t missed_ints;
 228
 229     struct local_vec_tbl_reg ext_intr_vec_tbl[4];
 230
 231     uint32_t rem_rd_data;
 232
 233
 234     ipi_state_t ipi_state;
 235
 236     uint8_t int_req_reg[32];
 237     uint8_t int_svc_reg[32];
 238     uint8_t int_en_reg[32];
 239     uint8_t trig_mode_reg[32];
 240
 241     struct {
 242         int (*ack)(struct guest_info * core, uint32_t irq, void * private_data);
 243         void * private_data;
 244     } irq_ack_cbs[256];
 245
 246     struct guest_info * core;
 247
 248     void * controller_handle;
 249
 250     struct v3_timer * timer;
 251
 252
 253     struct {
 254         v3_lock_t lock;
 255
 256         uint64_t num_entries;
 257         struct list_head entries;
 258     } irq_queue ;
 259
 260     uint32_t eoi;
 261
 262
 263 };
 264
 265
 266
 267
 268 struct apic_dev_state {
 269     int num_apics;
 270
 271     v3_lock_t state_lock;
 272
 273     struct apic_state apics[0];
 274 } __attribute__((packed));
 275
 276
 277
 278
 279
 280 static int apic_read(struct guest_info * core, addr_t guest_addr, void * dst, uint_t length, void * priv_data);
 281 static int apic_write(struct guest_info * core, addr_t guest_addr, void * src, uint_t length, void * priv_data);
 282
 283 static void set_apic_tpr(struct apic_state *apic, uint32_t val);
 284
 285
 286 // No locking done
 287 static void init_apic_state(struct apic_state * apic, uint32_t id) {
 288     apic->base_addr = DEFAULT_BASE_ADDR;
 289
 290     if (id == 0) {
 291         // boot processor, enabled
 292         apic->base_addr_msr.value = 0x0000000000000900LL;
 293     } else {
 294         // ap processor, enabled
 295         apic->base_addr_msr.value = 0x0000000000000800LL;
 296     }
 297
 298     // same base address regardless of ap or main
 299     apic->base_addr_msr.value |= ((uint64_t)DEFAULT_BASE_ADDR);
 300
 301     PrintDebug(VM_NONE, VCORE_NONE, "apic %u: (init_apic_state): msr=0x%llx\n",id, apic->base_addr_msr.value);
 302
 303     PrintDebug(VM_NONE, VCORE_NONE, "apic %u: (init_apic_state): Sizeof Interrupt Request Register %d, should be 32\n",
 304                id, (uint_t)sizeof(apic->int_req_reg));
 305
 306     memset(apic->int_req_reg, 0, sizeof(apic->int_req_reg));
 307     memset(apic->int_svc_reg, 0, sizeof(apic->int_svc_reg));
 308     memset(apic->int_en_reg, 0xff, sizeof(apic->int_en_reg));
 309     memset(apic->trig_mode_reg, 0, sizeof(apic->trig_mode_reg));
 310
 311     apic->eoi = 0x00000000;
 312     apic->rem_rd_data = 0x00000000;
 313     apic->tmr_init_cnt = 0x00000000;
 314     apic->tmr_cur_cnt = 0x00000000;
 315     apic->missed_ints = 0;
 316
 317     // note that it's the *lower* 24 bits that are
 318     // reserved, not the upper 24.
 319     apic->lapic_id.val = 0;
 320     apic->lapic_id.apic_id = id;
 321
 322     apic->ipi_state = INIT_ST;
 323
 324     // The P6 has 6 LVT entries, so we set the value to (6-1)...
 325     apic->apic_ver.val = 0x80050010;
 326
 327     set_apic_tpr(apic,0x00000000);
 328     // note that arbitration priority and processor priority are derived values
 329     // and are computed on the fly
 330
 331     apic->log_dst.val = 0x00000000;
 332     apic->dst_fmt.val = 0xffffffff;
 333     apic->spurious_int.val = 0x000000ff;
 334     apic->err_status.val = 0x00000000;
 335     apic->int_cmd.val = 0x0000000000000000LL;
 336     apic->tmr_vec_tbl.val = 0x00010000;
 337     apic->therm_loc_vec_tbl.val = 0x00010000;
 338     apic->perf_ctr_loc_vec_tbl.val = 0x00010000;
 339     apic->lint0_vec_tbl.val = 0x00010000;
 340     apic->lint1_vec_tbl.val = 0x00010000;
 341     apic->err_vec_tbl.val = 0x00010000;
 342     apic->tmr_div_cfg.val = 0x00000000;
 343     //apic->ext_apic_feature.val = 0x00000007;
 344     apic->ext_apic_feature.val = 0x00040007;
 345     apic->ext_apic_ctrl.val = 0x00000000;
 346     apic->spec_eoi.val = 0x00000000;
 347
 348
 349     INIT_LIST_HEAD(&(apic->irq_queue.entries));
 350     v3_lock_init(&(apic->irq_queue.lock));
 351     apic->irq_queue.num_entries = 0;
 352
 353 }
 354
 355
 356
 357
 358
 359 static int read_apic_msr(struct guest_info * core, uint_t msr, v3_msr_t * dst, void * priv_data) {
 360     struct apic_dev_state * apic_dev = (struct apic_dev_state *)priv_data;
 361     struct apic_state * apic = &(apic_dev->apics[core->vcpu_id]);
 362
 363     PrintDebug(core->vm_info, core, "apic %u: core %u: MSR read\n", apic->lapic_id.val, core->vcpu_id);
 364
 365     dst->value = apic->base_addr;
 366
 367     return 0;
 368 }
 369
 370
 371 static int write_apic_msr(struct guest_info * core, uint_t msr, v3_msr_t src, void * priv_data) {
 372     struct apic_dev_state * apic_dev = (struct apic_dev_state *)priv_data;
 373     struct apic_state * apic = &(apic_dev->apics[core->vcpu_id]);
 374     struct v3_mem_region * old_reg = v3_get_mem_region(core->vm_info, core->vcpu_id, apic->base_addr);
 375
 376
 377     PrintDebug(core->vm_info, core, "apic %u: core %u: MSR write\n", apic->lapic_id.val, core->vcpu_id);
 378
 379     if (old_reg == NULL) {
 380         // uh oh...
 381         PrintError(core->vm_info, core, "apic %u: core %u: APIC Base address region does not exit...\n",
 382                    apic->lapic_id.val, core->vcpu_id);
 383         return -1;
 384     }
 385
 386
 387
 388     v3_delete_mem_region(core->vm_info, old_reg);
 389
 390     apic->base_addr = src.value;
 391
 392     if (v3_hook_full_mem(core->vm_info, core->vcpu_id, apic->base_addr,
 393                          apic->base_addr + PAGE_SIZE_4KB,
 394                          apic_read, apic_write, apic_dev) == -1) {
 395         PrintError(core->vm_info, core, "apic %u: core %u: Could not hook new APIC Base address\n",
 396                    apic->lapic_id.val, core->vcpu_id);
 397
 398         return -1;
 399     }
 400
 401
 402     return 0;
 403 }
 404
 405
 406
 407
 408
 409 // irq_num is the bit offset into a 256 bit buffer...
 410 static int activate_apic_irq(struct apic_state * apic, uint32_t irq_num,
 411                              int (*ack)(struct guest_info * core, uint32_t irq, void * private_data),
 412                              void * private_data) {
 413     int major_offset = (irq_num & ~0x00000007) >> 3;
 414     int minor_offset = irq_num & 0x00000007;
 415     uint8_t * req_location = apic->int_req_reg + major_offset;
 416     uint8_t * en_location = apic->int_en_reg + major_offset;
 417     uint8_t flag = 0x1 << minor_offset;
 418
 419
 420     PrintDebug(VM_NONE, VCORE_NONE, "apic %u: core %d: Raising APIC IRQ %d\n", apic->lapic_id.val, apic->core->vcpu_id, irq_num);
 421
 422     if (*req_location & flag) {
 423         PrintDebug(VM_NONE, VCORE_NONE, "Interrupt %d  coallescing\n", irq_num);
 424         return 0;
 425     }
 426
 427     if (*en_location & flag) {
 428         *req_location |= flag;
 429         apic->irq_ack_cbs[irq_num].ack = ack;
 430         apic->irq_ack_cbs[irq_num].private_data = private_data;
 431
 432         return 1;
 433     } else {
 434         PrintDebug(VM_NONE, VCORE_NONE, "apic %u: core %d: Interrupt  not enabled... %.2x\n",
 435                    apic->lapic_id.val, apic->core->vcpu_id, *en_location);
 436     }
 437
 438     return 0;
 439 }
 440
 441
 442
 443 static int add_apic_irq_entry(struct apic_state * apic, uint32_t irq_num,
 444                               int (*ack)(struct guest_info * core, uint32_t irq, void * private_data),
 445                               void * private_data) {
 446     unsigned int flags = 0;
 447     struct irq_queue_entry * entry = NULL;
 448
 449     if (irq_num <= 15) {
 450         PrintError(VM_NONE, VCORE_NONE, "core %d: Attempting to raise an invalid interrupt: %d\n",
 451                     apic->core->vcpu_id, irq_num);
 452         return -1;
 453     }
 454
 455     entry = V3_Malloc(sizeof(struct irq_queue_entry));
 456
 457     if (entry == NULL) {
 458         PrintError(VM_NONE, VCORE_NONE, "Could not allocate irq queue entry\n");
 459         return -1;
 460     }
 461
 462     entry->vector = irq_num;
 463     entry->ack = ack;
 464     entry->private_data = private_data;
 465
 466     flags = v3_lock_irqsave(apic->irq_queue.lock);
 467
 468     list_add_tail(&(entry->list_node), &(apic->irq_queue.entries));
 469     apic->irq_queue.num_entries++;
 470
 471     v3_unlock_irqrestore(apic->irq_queue.lock, flags);
 472
 473
 474     return 0;
 475 }
 476
 477 static void drain_irq_entries(struct apic_state * apic) {
 478
 479     while (1) {
 480         unsigned int flags = 0;
 481         struct irq_queue_entry * entry = NULL;
 482
 483         flags = v3_lock_irqsave(apic->irq_queue.lock);
 484
 485         if (!list_empty(&(apic->irq_queue.entries))) {
 486             struct list_head * q_entry = apic->irq_queue.entries.next;
 487             entry = list_entry(q_entry, struct irq_queue_entry, list_node);
 488
 489             apic->irq_queue.num_entries--;
 490             list_del(q_entry);
 491         }
 492
 493         v3_unlock_irqrestore(apic->irq_queue.lock, flags);
 494
 495         if (entry == NULL) {
 496             break;
 497         }
 498
 499         activate_apic_irq(apic, entry->vector, entry->ack, entry->private_data);
 500
 501         V3_Free(entry);
 502     }
 503
 504 }
 505
 506
 507
 508 static int get_highest_isr(struct apic_state * apic) {
 509     int i = 0, j = 0;
 510
 511     // We iterate backwards to find the highest priority in-service request
 512     for (i = 31; i >= 0; i--) {
 513         uint8_t  * svc_major = apic->int_svc_reg + i;
 514
 515         if ((*svc_major) & 0xff) {
 516             for (j = 7; j >= 0; j--) {
 517                 uint8_t flag = 0x1 << j;
 518                 if ((*svc_major) & flag) {
 519                     return ((i * 8) + j);
 520                 }
 521             }
 522         }
 523     }
 524
 525     return -1;
 526 }
 527
 528
 529
 530 static int get_highest_irr(struct apic_state * apic) {
 531     int i = 0, j = 0;
 532
 533     // We iterate backwards to find the highest priority enabled requested interrupt
 534     for (i = 31; i >= 0; i--) {
 535         uint8_t  * req_major = apic->int_req_reg + i;
 536         uint8_t  * en_major = apic->int_en_reg + i;
 537
 538         if ((*req_major) & 0xff) {
 539             for (j = 7; j >= 0; j--) {
 540                 uint8_t flag = 0x1 << j;
 541                 if ((*req_major & *en_major) & flag) {
 542                     return ((i * 8) + j);
 543                 }
 544             }
 545         }
 546     }
 547
 548     return -1;
 549 }
 550
 551
 552 static uint32_t get_isrv(struct apic_state *apic)
 553 {
 554     int isr = get_highest_isr(apic);
 555
 556     if (isr>=0) {
 557         return (uint32_t) isr;
 558     } else {
 559         return 0;
 560     }
 561 }
 562
 563 static uint32_t get_irrv(struct apic_state *apic)
 564 {
 565     int irr = get_highest_irr(apic);
 566
 567     if (irr>=0) {
 568         return (uint32_t) irr;
 569     } else {
 570         return 0;
 571     }
 572 }
 573
 574
 575 static uint32_t get_apic_tpr(struct apic_state *apic)
 576 {
 577     return (uint32_t) (apic->core->ctrl_regs.apic_tpr); // see comment in vmm_ctrl_regs.c for how this works
 578
 579 }
 580
 581 static void set_apic_tpr(struct apic_state *apic, uint32_t val)
 582 {
 583     PrintDebug(VM_NONE, VCORE_NONE, "Set apic_tpr to 0x%x from apic reg path\n",val);
 584     apic->core->ctrl_regs.apic_tpr = (uint64_t) val; // see comment in vmm_ctrl_regs.c for how this works
 585 }
 586
 587 static uint32_t get_apic_ppr(struct apic_state *apic)
 588 {
 589     uint32_t tpr = get_apic_tpr(apic);
 590     uint32_t isrv = get_isrv(apic);
 591     uint32_t tprlevel, isrlevel;
 592     uint32_t ppr;
 593
 594     tprlevel = (tpr >> 4) & 0xf;
 595     isrlevel = (isrv >> 4) & 0xf;
 596
 597     if (tprlevel>=isrlevel) {
 598         ppr = tpr;  // get class and subclass
 599     } else {
 600         ppr = (isrlevel << 4); // get class only
 601     }
 602
 603     return ppr;
 604 }
 605
 606
 607
 608 static uint32_t get_apic_apr(struct apic_state *apic)
 609 {
 610     uint32_t tpr = get_apic_tpr(apic);
 611     uint32_t isrv = get_isrv(apic);
 612     uint32_t irrv = get_irrv(apic);
 613     uint32_t tprlevel, isrlevel, irrlevel;
 614
 615     tprlevel = (tpr >> 4) & 0xf;
 616     isrlevel = (isrv >> 4) & 0xf;
 617     irrlevel = (irrv >> 4) & 0xf;
 618
 619     if (tprlevel >= isrlevel) {
 620         if (tprlevel >= irrlevel) {
 621             return tpr;  // get both class and subclass
 622         } else {
 623             return irrlevel << 4; // get class only
 624         }
 625     } else {
 626         if (isrlevel >= irrlevel) {
 627             return isrlevel << 4; // get class only
 628         } else {
 629             return irrlevel << 4; // get class only
 630         }
 631     }
 632
 633 }
 634
 635
 636 static int apic_do_eoi(struct guest_info * core, struct apic_state * apic) {
 637     int isr_irq = get_highest_isr(apic);
 638
 639     if (isr_irq != -1) {
 640         int major_offset = (isr_irq & ~0x00000007) >> 3;
 641         int minor_offset = isr_irq & 0x00000007;
 642         uint8_t flag = 0x1 << minor_offset;
 643         uint8_t * svc_location = apic->int_svc_reg + major_offset;
 644
 645         PrintDebug(core->vm_info, core, "apic %u: core ?: Received APIC EOI for IRQ %d\n", apic->lapic_id.val,isr_irq);
 646
 647         *svc_location &= ~flag;
 648
 649         if (apic->irq_ack_cbs[isr_irq].ack) {
 650             apic->irq_ack_cbs[isr_irq].ack(core, isr_irq, apic->irq_ack_cbs[isr_irq].private_data);
 651         }
 652
 653 #ifdef V3_CONFIG_CRAY_XT
 654
 655         if ((isr_irq == 238) ||
 656             (isr_irq == 239)) {
 657             PrintDebug(core->vm_info, core, "apic %u: core ?: Acking IRQ %d\n", apic->lapic_id.val,isr_irq);
 658         }
 659
 660         if (isr_irq == 238) {
 661             V3_ACK_IRQ(238);
 662         }
 663 #endif
 664     } else {
 665         //PrintError(core->vm_info, core, "apic %u: core ?: Spurious EOI...\n",apic->lapic_id.val);
 666     }
 667
 668     return 0;
 669 }
 670
 671
 672 static int activate_internal_irq(struct apic_state * apic, apic_irq_type_t int_type) {
 673     uint32_t vec_num = 0;
 674     uint32_t del_mode = 0;
 675     int masked = 0;
 676
 677
 678     switch (int_type) {
 679         case APIC_TMR_INT:
 680             vec_num = apic->tmr_vec_tbl.vec;
 681             del_mode = IPI_FIXED;
 682             masked = apic->tmr_vec_tbl.mask;
 683             break;
 684         case APIC_THERM_INT:
 685             vec_num = apic->therm_loc_vec_tbl.vec;
 686             del_mode = apic->therm_loc_vec_tbl.msg_type;
 687             masked = apic->therm_loc_vec_tbl.mask;
 688             break;
 689         case APIC_PERF_INT:
 690             vec_num = apic->perf_ctr_loc_vec_tbl.vec;
 691             del_mode = apic->perf_ctr_loc_vec_tbl.msg_type;
 692             masked = apic->perf_ctr_loc_vec_tbl.mask;
 693             break;
 694         case APIC_LINT0_INT:
 695             vec_num = apic->lint0_vec_tbl.vec;
 696             del_mode = apic->lint0_vec_tbl.msg_type;
 697             masked = apic->lint0_vec_tbl.mask;
 698             break;
 699         case APIC_LINT1_INT:
 700             vec_num = apic->lint1_vec_tbl.vec;
 701             del_mode = apic->lint1_vec_tbl.msg_type;
 702             masked = apic->lint1_vec_tbl.mask;
 703             break;
 704         case APIC_ERR_INT:
 705             vec_num = apic->err_vec_tbl.vec;
 706             del_mode = IPI_FIXED;
 707             masked = apic->err_vec_tbl.mask;
 708             break;
 709         default:
 710             PrintError(VM_NONE, VCORE_NONE, "apic %u: core ?: Invalid APIC interrupt type\n", apic->lapic_id.val);
 711             return -1;
 712     }
 713
 714     // interrupt is masked, don't send
 715     if (masked == 1) {
 716         PrintDebug(VM_NONE, VCORE_NONE, "apic %u: core ?: Inerrupt is masked\n", apic->lapic_id.val);
 717         return 0;
 718     }
 719
 720     if (del_mode == IPI_FIXED) {
 721         //PrintDebug(VM_NONE, VCORE_NONE, "Activating internal APIC IRQ %d\n", vec_num);
 722         return add_apic_irq_entry(apic, vec_num, NULL, NULL);
 723     } else {
 724         PrintError(VM_NONE, VCORE_NONE, "apic %u: core ?: Unhandled Delivery Mode\n", apic->lapic_id.val);
 725         return -1;
 726     }
 727 }
 728
 729
 730
 731 static inline int should_deliver_cluster_ipi(struct apic_dev_state * apic_dev,
 732                                              struct guest_info * dst_core,
 733                                              struct apic_state * dst_apic, uint8_t mda) {
 734
 735     int ret = 0;
 736
 737
 738     if  ( ((mda & 0xf0) == (dst_apic->log_dst.dst_log_id & 0xf0)) &&  /* (I am in the cluster and */
 739           ((mda & 0x0f) & (dst_apic->log_dst.dst_log_id & 0x0f)) ) {  /*  I am in the set)        */
 740         ret = 1;
 741     } else {
 742         ret = 0;
 743     }
 744
 745
 746     if (ret == 1) {
 747         PrintDebug(VM_NONE, VCORE_NONE, "apic %u core %u: accepting clustered IRQ (mda 0x%x == log_dst 0x%x)\n",
 748                    dst_apic->lapic_id.val, dst_core->vcpu_id, mda,
 749                    dst_apic->log_dst.dst_log_id);
 750     } else {
 751         PrintDebug(VM_NONE, VCORE_NONE, "apic %u core %u: rejecting clustered IRQ (mda 0x%x != log_dst 0x%x)\n",
 752                    dst_apic->lapic_id.val, dst_core->vcpu_id, mda,
 753                    dst_apic->log_dst.dst_log_id);
 754     }
 755
 756     return ret;
 757
 758 }
 759
 760 static inline int should_deliver_flat_ipi(struct apic_dev_state * apic_dev,
 761                                           struct guest_info * dst_core,
 762                                           struct apic_state * dst_apic, uint8_t mda) {
 763
 764     int ret = 0;
 765
 766
 767     if ((dst_apic->log_dst.dst_log_id & mda) != 0) {  // I am in the set
 768         ret = 1;
 769     } else {
 770         ret = 0;
 771     }
 772
 773
 774     if (ret == 1) {
 775         PrintDebug(VM_NONE, VCORE_NONE, "apic %u core %u: accepting flat IRQ (mda 0x%x == log_dst 0x%x)\n",
 776                    dst_apic->lapic_id.val, dst_core->vcpu_id, mda,
 777                    dst_apic->log_dst.dst_log_id);
 778     } else {
 779         PrintDebug(VM_NONE, VCORE_NONE, "apic %u core %u: rejecting flat IRQ (mda 0x%x != log_dst 0x%x)\n",
 780                    dst_apic->lapic_id.val, dst_core->vcpu_id, mda,
 781                    dst_apic->log_dst.dst_log_id);
 782     }
 783
 784
 785     return ret;
 786 }
 787
 788
 789
 790 static int should_deliver_ipi(struct apic_dev_state * apic_dev,
 791                               struct guest_info * dst_core,
 792                               struct apic_state * dst_apic, uint8_t mda) {
 793     addr_t flags = 0;
 794     int ret = 0;
 795
 796     flags = v3_lock_irqsave(apic_dev->state_lock);
 797
 798     if (dst_apic->dst_fmt.model == 0xf) {
 799
 800         if (mda == 0xff) {
 801             /* always deliver broadcast */
 802             ret = 1;
 803         } else {
 804             ret = should_deliver_flat_ipi(apic_dev, dst_core, dst_apic, mda);
 805         }
 806     } else if (dst_apic->dst_fmt.model == 0x0) {
 807
 808         if (mda == 0xff) {
 809             /*  always deliver broadcast */
 810             ret = 1;
 811         } else {
 812             ret = should_deliver_cluster_ipi(apic_dev, dst_core, dst_apic, mda);
 813         }
 814
 815     } else {
 816         ret = -1;
 817     }
 818
 819     v3_unlock_irqrestore(apic_dev->state_lock, flags);
 820
 821
 822     if (ret == -1) {
 823         PrintError(VM_NONE, VCORE_NONE, "apic %u core %u: invalid destination format register value 0x%x for logical mode delivery.\n",
 824                    dst_apic->lapic_id.val, dst_core->vcpu_id, dst_apic->dst_fmt.model);
 825     }
 826
 827     return ret;
 828 }
 829
 830
 831
 832
 833 // Only the src_apic pointer is used
 834 static int deliver_ipi(struct apic_state * src_apic,
 835                        struct apic_state * dst_apic,
 836                        struct v3_gen_ipi * ipi) {
 837
 838
 839     struct guest_info * dst_core = dst_apic->core;
 840
 841
 842     switch (ipi->mode) {
 843
 844         case IPI_FIXED:
 845         case IPI_LOWEST_PRIO: {
 846             // lowest priority -
 847             // caller needs to have decided which apic to deliver to!
 848
 849             PrintDebug(VM_NONE, VCORE_NONE, "delivering IRQ %d to core %u\n", ipi->vector, dst_core->vcpu_id);
 850
 851             add_apic_irq_entry(dst_apic, ipi->vector, ipi->ack, ipi->private_data);
 852
 853             if (dst_apic != src_apic) {
 854                 PrintDebug(VM_NONE, VCORE_NONE, " non-local core with new interrupt, forcing it to exit now\n");
 855                 v3_interrupt_cpu(dst_core->vm_info, dst_core->pcpu_id, 0);
 856             }
 857
 858             break;
 859         }
 860         case IPI_INIT: {
 861
 862             PrintDebug(VM_NONE, VCORE_NONE, " INIT delivery to core %u\n", dst_core->vcpu_id);
 863
 864             // TODO: any APIC reset on dest core (shouldn't be needed, but not sure...)
 865
 866             // Sanity check
 867             if (dst_apic->ipi_state != INIT_ST) {
 868                 PrintError(VM_NONE, VCORE_NONE, " Warning: core %u is not in INIT state (mode = %d), ignored (assuming this is the deassert)\n",
 869                            dst_core->vcpu_id, dst_apic->ipi_state);
 870                 // Only a warning, since INIT INIT SIPI is common
 871                 break;
 872             }
 873
 874             // We transition the target core to SIPI state
 875             dst_apic->ipi_state = SIPI;  // note: locking should not be needed here
 876
 877             // That should be it since the target core should be
 878             // waiting in host on this transition
 879             // either it's on another core or on a different preemptive thread
 880             // in both cases, it will quickly notice this transition
 881             // in particular, we should not need to force an exit here
 882
 883             PrintDebug(VM_NONE, VCORE_NONE, " INIT delivery done\n");
 884
 885             break;
 886         }
 887         case IPI_SIPI: {
 888
 889             // Sanity check
 890             if (dst_apic->ipi_state != SIPI) {
 891                 PrintError(VM_NONE, VCORE_NONE, " core %u is not in SIPI state (mode = %d), ignored!\n",
 892                            dst_core->vcpu_id, dst_apic->ipi_state);
 893                 break;
 894             }
 895
 896             v3_reset_vm_core(dst_core, ipi->vector);
 897
 898             PrintDebug(VM_NONE, VCORE_NONE, " SIPI delivery (0x%x -> 0x%x:0x0) to core %u\n",
 899                        ipi->vector, dst_core->segments.cs.selector, dst_core->vcpu_id);
 900             // Maybe need to adjust the APIC?
 901
 902             // We transition the target core to SIPI state
 903             dst_core->core_run_state = CORE_RUNNING;  // note: locking should not be needed here
 904             dst_apic->ipi_state = STARTED;
 905
 906             // As with INIT, we should not need to do anything else
 907
 908             PrintDebug(VM_NONE, VCORE_NONE, " SIPI delivery done\n");
 909
 910             break;
 911         }
 912
 913         case IPI_EXTINT: // EXTINT
 914             /* Two possible things to do here:
 915              * 1. Ignore the IPI and assume the 8259a (PIC) will handle it
 916              * 2. Add 32 to the vector and inject it...
 917              * We probably just want to do 1 here, and assume the raise_irq() will hit the 8259a.
 918              */
 919             return 0;
 920
 921         case IPI_SMI:
 922         case IPI_RES1: // reserved
 923         case IPI_NMI:
 924         default:
 925             PrintError(VM_NONE, VCORE_NONE, "IPI %d delivery is unsupported\n", ipi->mode);
 926             return -1;
 927     }
 928
 929     return 0;
 930
 931 }
 932
 933 static struct apic_state * find_physical_apic(struct apic_dev_state * apic_dev, uint32_t dst_idx) {
 934     struct apic_state * dst_apic = NULL;
 935     addr_t flags;
 936     int i;
 937
 938     flags = v3_lock_irqsave(apic_dev->state_lock);
 939
 940     if ( (dst_idx > 0) && (dst_idx < apic_dev->num_apics) ) {
 941         // see if it simply is the core id
 942         if (apic_dev->apics[dst_idx].lapic_id.apic_id == dst_idx) {
 943              dst_apic = &(apic_dev->apics[dst_idx]);
 944         }
 945     }
 946
 947     for (i = 0; i < apic_dev->num_apics; i++) {
 948         if (apic_dev->apics[i].lapic_id.apic_id == dst_idx) {
 949             dst_apic =  &(apic_dev->apics[i]);
 950         }
 951     }
 952
 953     v3_unlock_irqrestore(apic_dev->state_lock, flags);
 954
 955     return dst_apic;
 956
 957 }
 958
 959
 960 static int route_ipi(struct apic_dev_state * apic_dev,
 961                      struct apic_state * src_apic,
 962                      struct v3_gen_ipi * ipi) {
 963     struct apic_state * dest_apic = NULL;
 964
 965
 966     PrintDebug(VM_NONE, VCORE_NONE, "apic: IPI %s %u from apic %p to %s %s %u\n",
 967                deliverymode_str[ipi->mode],
 968                ipi->vector,
 969                src_apic,
 970                (ipi->logical == 0) ? "(physical)" : "(logical)",
 971                shorthand_str[ipi->dst_shorthand],
 972                ipi->dst);
 973
 974
 975     switch (ipi->dst_shorthand) {
 976
 977         case APIC_SHORTHAND_NONE:  // no shorthand
 978             if (ipi->logical == APIC_DEST_PHYSICAL) {
 979
 980                 dest_apic = find_physical_apic(apic_dev, ipi->dst);
 981
 982                 if (dest_apic == NULL) {
 983                     PrintError(VM_NONE, VCORE_NONE, "apic: Attempted send to unregistered apic id=%u\n", ipi->dst);
 984                     return -1;
 985                 }
 986
 987                 if (deliver_ipi(src_apic, dest_apic, ipi) == -1) {
 988                     PrintError(VM_NONE, VCORE_NONE, "apic: Could not deliver IPI\n");
 989                     return -1;
 990                 }
 991
 992
 993                 PrintDebug(VM_NONE, VCORE_NONE, "apic: done\n");
 994
 995             } else if (ipi->logical == APIC_DEST_LOGICAL) {
 996
 997                 if (ipi->mode != IPI_LOWEST_PRIO) {
 998                     int i;
 999                     uint8_t mda = ipi->dst;
1000
1001                     // logical, but not lowest priority
1002                     // we immediately trigger
1003                     // fixed, smi, reserved, nmi, init, sipi, etc
1004
1005
1006                     for (i = 0; i < apic_dev->num_apics; i++) {
1007                         int del_flag = 0;
1008
1009                         dest_apic = &(apic_dev->apics[i]);
1010
1011                         del_flag = should_deliver_ipi(apic_dev, dest_apic->core, dest_apic, mda);
1012
1013                         if (del_flag == -1) {
1014
1015                             PrintError(VM_NONE, VCORE_NONE, "apic: Error checking delivery mode\n");
1016                             return -1;
1017                         } else if (del_flag == 1) {
1018
1019                             if (deliver_ipi(src_apic, dest_apic, ipi) == -1) {
1020                                 PrintError(VM_NONE, VCORE_NONE, "apic: Error: Could not deliver IPI\n");
1021                                 return -1;
1022                             }
1023                         }
1024                     }
1025                 } else {  // APIC_LOWEST_DELIVERY
1026                     struct apic_state * cur_best_apic = NULL;
1027                     uint32_t cur_best_apr;
1028                     uint8_t mda = ipi->dst;
1029                     int i;
1030
1031                     // logical, lowest priority
1032
1033                     for (i = 0; i < apic_dev->num_apics; i++) {
1034                         int del_flag = 0;
1035
1036                         dest_apic = &(apic_dev->apics[i]);
1037
1038                         del_flag = should_deliver_ipi(apic_dev, dest_apic->core, dest_apic, mda);
1039
1040                         if (del_flag == -1) {
1041                             PrintError(VM_NONE, VCORE_NONE, "apic: Error checking delivery mode\n");
1042
1043                             return -1;
1044                         } else if (del_flag == 1) {
1045                             // update priority for lowest priority scan
1046                             addr_t flags = 0;
1047
1048                             flags = v3_lock_irqsave(apic_dev->state_lock);
1049
1050                             if (cur_best_apic == 0) {
1051                                 cur_best_apic = dest_apic;
1052                                 cur_best_apr = get_apic_apr(dest_apic) & 0xf0;
1053                             } else {
1054                                 uint32_t dest_apr = get_apic_apr(dest_apic) & 0xf0;
1055                                 if (dest_apr < cur_best_apr) {
1056                                     cur_best_apic = dest_apic;
1057                                     cur_best_apr = dest_apr;
1058                                 }
1059                             }
1060
1061                             v3_unlock_irqrestore(apic_dev->state_lock, flags);
1062
1063                         }
1064                     }
1065
1066                     // now we will deliver to the best one if it exists
1067                     if (!cur_best_apic) {
1068                         PrintDebug(VM_NONE, VCORE_NONE, "apic: lowest priority deliver, but no destinations!\n");
1069                     } else {
1070                         if (deliver_ipi(src_apic, cur_best_apic, ipi) == -1) {
1071                             PrintError(VM_NONE, VCORE_NONE, "apic: Error: Could not deliver IPI\n");
1072                             return -1;
1073                         }
1074                         //V3_Print(VM_NONE, VCORE_NONE, "apic: logical, lowest priority delivery to apic %u\n",cur_best_apic->lapic_id.val);
1075                     }
1076                 }
1077             }
1078
1079             break;
1080
1081         case APIC_SHORTHAND_SELF:  // self
1082
1083             if (src_apic == NULL) {    /* this is not an apic, but it's trying to send to itself??? */
1084                 PrintError(VM_NONE, VCORE_NONE, "apic: Sending IPI to self from generic IPI sender\n");
1085                 break;
1086             }
1087
1088
1089
1090             if (ipi->logical == APIC_DEST_PHYSICAL)  {  /* physical delivery */
1091                 if (deliver_ipi(src_apic, src_apic, ipi) == -1) {
1092                     PrintError(VM_NONE, VCORE_NONE, "apic: Could not deliver IPI to self (physical)\n");
1093                     return -1;
1094                 }
1095             } else if (ipi->logical == APIC_DEST_LOGICAL) {  /* logical delivery */
1096                 PrintError(VM_NONE, VCORE_NONE, "apic: use of logical delivery in self (untested)\n");
1097
1098                 if (deliver_ipi(src_apic, src_apic, ipi) == -1) {
1099                     PrintError(VM_NONE, VCORE_NONE, "apic: Could not deliver IPI to self (logical)\n");
1100                     return -1;
1101                 }
1102             }
1103
1104             break;
1105
1106         case APIC_SHORTHAND_ALL:
1107         case APIC_SHORTHAND_ALL_BUT_ME: { /* all and all-but-me */
1108             /* assuming that logical verus physical doesn't matter
1109                although it is odd that both are used */
1110             int i;
1111
1112             for (i = 0; i < apic_dev->num_apics; i++) {
1113                 dest_apic = &(apic_dev->apics[i]);
1114
1115                 if ((dest_apic != src_apic) || (ipi->dst_shorthand == APIC_SHORTHAND_ALL)) {
1116                     if (deliver_ipi(src_apic, dest_apic, ipi) == -1) {
1117                         PrintError(VM_NONE, VCORE_NONE, "apic: Error: Could not deliver IPI\n");
1118                         return -1;
1119                     }
1120                 }
1121             }
1122
1123             break;
1124         }
1125         default:
1126             PrintError(VM_NONE, VCORE_NONE, "apic: Error routing IPI, invalid Mode (%d)\n", ipi->dst_shorthand);
1127             return -1;
1128     }
1129
1130     return 0;
1131 }
1132
1133
1134 // External function, expected to acquire lock on apic
1135 static int apic_read(struct guest_info * core, addr_t guest_addr, void * dst, uint_t length, void * priv_data) {
1136     struct apic_dev_state * apic_dev = (struct apic_dev_state *)(priv_data);
1137     struct apic_state * apic = &(apic_dev->apics[core->vcpu_id]);
1138     addr_t reg_addr  = guest_addr - apic->base_addr;
1139     struct apic_msr * msr = (struct apic_msr *)&(apic->base_addr_msr.value);
1140     uint32_t val = 0;
1141
1142
1143     PrintDebug(core->vm_info, core, "apic %u: core %u: at %p: Read apic address space (%p)\n",
1144                apic->lapic_id.val, core->vcpu_id, apic, (void *)guest_addr);
1145
1146     if (msr->apic_enable == 0) {
1147         PrintError(core->vm_info, core, "apic %u: core %u: Read from APIC address space with disabled APIC, apic msr=0x%llx\n",
1148                    apic->lapic_id.val, core->vcpu_id, apic->base_addr_msr.value);
1149         return -1;
1150     }
1151
1152
1153     /* Because "May not be supported" doesn't matter to Linux developers... */
1154     /*   if (length != 4) { */
1155     /*     PrintError(core->vm_info, core, "Invalid apic read length (%d)\n", length); */
1156     /*     return -1; */
1157     /*   } */
1158
1159     switch (reg_addr & ~0x3) {
1160         case EOI_OFFSET:
1161             // Well, only an idiot would read from a architectural write only register
1162             // Oh, Hello Linux.
1163             //    PrintError(core->vm_info, core, "Attempting to read from write only register\n");
1164             //    return -1;
1165             break;
1166
1167             // data registers
1168         case APIC_ID_OFFSET:
1169             val = apic->lapic_id.val;
1170             break;
1171         case APIC_VERSION_OFFSET:
1172             val = apic->apic_ver.val;
1173             break;
1174         case TPR_OFFSET:
1175             val = get_apic_tpr(apic);
1176             break;
1177         case APR_OFFSET:
1178             val = get_apic_apr(apic);
1179             break;
1180         case PPR_OFFSET:
1181             val = get_apic_ppr(apic);
1182             break;
1183         case REMOTE_READ_OFFSET:
1184             val = apic->rem_rd_data;
1185             break;
1186         case LDR_OFFSET:
1187             val = apic->log_dst.val;
1188             break;
1189         case DFR_OFFSET:
1190             val = apic->dst_fmt.val;
1191             break;
1192         case SPURIOUS_INT_VEC_OFFSET:
1193             val = apic->spurious_int.val;
1194             break;
1195         case ESR_OFFSET:
1196             val = apic->err_status.val;
1197             break;
1198         case TMR_LOC_VEC_TBL_OFFSET:
1199             val = apic->tmr_vec_tbl.val;
1200             break;
1201         case LINT0_VEC_TBL_OFFSET:
1202             val = apic->lint0_vec_tbl.val;
1203             break;
1204         case LINT1_VEC_TBL_OFFSET:
1205             val = apic->lint1_vec_tbl.val;
1206             break;
1207         case ERR_VEC_TBL_OFFSET:
1208             val = apic->err_vec_tbl.val;
1209             break;
1210         case TMR_INIT_CNT_OFFSET:
1211             val = apic->tmr_init_cnt;
1212             break;
1213         case TMR_DIV_CFG_OFFSET:
1214             val = apic->tmr_div_cfg.val;
1215             break;
1216
1217         case IER_OFFSET0:
1218             val = *(uint32_t *)(apic->int_en_reg);
1219             break;
1220         case IER_OFFSET1:
1221             val = *(uint32_t *)(apic->int_en_reg + 4);
1222             break;
1223         case IER_OFFSET2:
1224             val = *(uint32_t *)(apic->int_en_reg + 8);
1225             break;
1226         case IER_OFFSET3:
1227             val = *(uint32_t *)(apic->int_en_reg + 12);
1228             break;
1229         case IER_OFFSET4:
1230             val = *(uint32_t *)(apic->int_en_reg + 16);
1231             break;
1232         case IER_OFFSET5:
1233             val = *(uint32_t *)(apic->int_en_reg + 20);
1234             break;
1235         case IER_OFFSET6:
1236             val = *(uint32_t *)(apic->int_en_reg + 24);
1237             break;
1238         case IER_OFFSET7:
1239             val = *(uint32_t *)(apic->int_en_reg + 28);
1240             break;
1241
1242         case ISR_OFFSET0:
1243             val = *(uint32_t *)(apic->int_svc_reg);
1244             break;
1245         case ISR_OFFSET1:
1246             val = *(uint32_t *)(apic->int_svc_reg + 4);
1247             break;
1248         case ISR_OFFSET2:
1249             val = *(uint32_t *)(apic->int_svc_reg + 8);
1250             break;
1251         case ISR_OFFSET3:
1252             val = *(uint32_t *)(apic->int_svc_reg + 12);
1253             break;
1254         case ISR_OFFSET4:
1255             val = *(uint32_t *)(apic->int_svc_reg + 16);
1256             break;
1257         case ISR_OFFSET5:
1258             val = *(uint32_t *)(apic->int_svc_reg + 20);
1259             break;
1260         case ISR_OFFSET6:
1261             val = *(uint32_t *)(apic->int_svc_reg + 24);
1262             break;
1263         case ISR_OFFSET7:
1264             val = *(uint32_t *)(apic->int_svc_reg + 28);
1265             break;
1266
1267         case TRIG_OFFSET0:
1268             val = *(uint32_t *)(apic->trig_mode_reg);
1269             break;
1270         case TRIG_OFFSET1:
1271             val = *(uint32_t *)(apic->trig_mode_reg + 4);
1272             break;
1273         case TRIG_OFFSET2:
1274             val = *(uint32_t *)(apic->trig_mode_reg + 8);
1275             break;
1276         case TRIG_OFFSET3:
1277             val = *(uint32_t *)(apic->trig_mode_reg + 12);
1278             break;
1279         case TRIG_OFFSET4:
1280             val = *(uint32_t *)(apic->trig_mode_reg + 16);
1281             break;
1282         case TRIG_OFFSET5:
1283             val = *(uint32_t *)(apic->trig_mode_reg + 20);
1284             break;
1285         case TRIG_OFFSET6:
1286             val = *(uint32_t *)(apic->trig_mode_reg + 24);
1287             break;
1288         case TRIG_OFFSET7:
1289             val = *(uint32_t *)(apic->trig_mode_reg + 28);
1290             break;
1291
1292         case IRR_OFFSET0:
1293             val = *(uint32_t *)(apic->int_req_reg);
1294             break;
1295         case IRR_OFFSET1:
1296             val = *(uint32_t *)(apic->int_req_reg + 4);
1297             break;
1298         case IRR_OFFSET2:
1299             val = *(uint32_t *)(apic->int_req_reg + 8);
1300             break;
1301         case IRR_OFFSET3:
1302             val = *(uint32_t *)(apic->int_req_reg + 12);
1303             break;
1304         case IRR_OFFSET4:
1305             val = *(uint32_t *)(apic->int_req_reg + 16);
1306             break;
1307         case IRR_OFFSET5:
1308             val = *(uint32_t *)(apic->int_req_reg + 20);
1309             break;
1310         case IRR_OFFSET6:
1311             val = *(uint32_t *)(apic->int_req_reg + 24);
1312             break;
1313         case IRR_OFFSET7:
1314             val = *(uint32_t *)(apic->int_req_reg + 28);
1315             break;
1316         case TMR_CUR_CNT_OFFSET:
1317             val = apic->tmr_cur_cnt;
1318             break;
1319
1320             // We are not going to implement these....
1321         case THERM_LOC_VEC_TBL_OFFSET:
1322             val = apic->therm_loc_vec_tbl.val;
1323             break;
1324         case PERF_CTR_LOC_VEC_TBL_OFFSET:
1325             val = apic->perf_ctr_loc_vec_tbl.val;
1326             break;
1327
1328
1329
1330             // handled registers
1331         case INT_CMD_LO_OFFSET:
1332             val = apic->int_cmd.lo;
1333             break;
1334         case INT_CMD_HI_OFFSET:
1335             val = apic->int_cmd.hi;
1336             break;
1337
1338             // handle current timer count
1339
1340             // Unhandled Registers
1341         case EXT_INT_LOC_VEC_TBL_OFFSET0:
1342             val = apic->ext_intr_vec_tbl[0].val;
1343             break;
1344         case EXT_INT_LOC_VEC_TBL_OFFSET1:
1345             val = apic->ext_intr_vec_tbl[1].val;
1346             break;
1347         case EXT_INT_LOC_VEC_TBL_OFFSET2:
1348             val = apic->ext_intr_vec_tbl[2].val;
1349             break;
1350         case EXT_INT_LOC_VEC_TBL_OFFSET3:
1351             val = apic->ext_intr_vec_tbl[3].val;
1352             break;
1353
1354
1355         case EXT_APIC_FEATURE_OFFSET:
1356         case EXT_APIC_CMD_OFFSET:
1357         case SEOI_OFFSET:
1358
1359         default:
1360             PrintError(core->vm_info, core, "apic %u: core %u: Read from Unhandled APIC Register: %x (getting zero)\n",
1361                        apic->lapic_id.val, core->vcpu_id, (uint32_t)reg_addr);
1362             return -1;
1363     }
1364
1365
1366     if (length == 1) {
1367         uint_t byte_addr = reg_addr & 0x3;
1368         uint8_t * val_ptr = (uint8_t *)dst;
1369
1370         *val_ptr = *(((uint8_t *)&val) + byte_addr);
1371
1372     } else if ((length == 2) &&
1373                ((reg_addr & 0x3) != 0x3)) {
1374         uint_t byte_addr = reg_addr & 0x3;
1375         uint16_t * val_ptr = (uint16_t *)dst;
1376         *val_ptr = *(((uint16_t *)&val) + byte_addr);
1377
1378     } else if (length == 4) {
1379         uint32_t * val_ptr = (uint32_t *)dst;
1380         *val_ptr = val;
1381
1382     } else {
1383         PrintError(core->vm_info, core, "apic %u: core %u: Invalid apic read length (%d)\n",
1384                    apic->lapic_id.val, core->vcpu_id, length);
1385         return -1;
1386     }
1387
1388     PrintDebug(core->vm_info, core, "apic %u: core %u: Read finished (val=%x)\n",
1389                apic->lapic_id.val, core->vcpu_id, *(uint32_t *)dst);
1390
1391     return length;
1392 }
1393
1394
1395 /**
1396  *
1397  */
1398 static int apic_write(struct guest_info * core, addr_t guest_addr, void * src, uint_t length, void * priv_data) {
1399     struct apic_dev_state * apic_dev = (struct apic_dev_state *)(priv_data);
1400     struct apic_state * apic = &(apic_dev->apics[core->vcpu_id]);
1401     addr_t reg_addr  = guest_addr - apic->base_addr;
1402     struct apic_msr * msr = (struct apic_msr *)&(apic->base_addr_msr.value);
1403     uint32_t op_val = *(uint32_t *)src;
1404     addr_t flags = 0;
1405
1406     PrintDebug(core->vm_info, core, "apic %u: core %u: at %p and priv_data is at %p\n",
1407                apic->lapic_id.val, core->vcpu_id, apic, priv_data);
1408
1409     PrintDebug(core->vm_info, core, "apic %u: core %u: write to address space (%p) (val=%x)\n",
1410                apic->lapic_id.val, core->vcpu_id, (void *)guest_addr, *(uint32_t *)src);
1411
1412     if (msr->apic_enable == 0) {
1413         PrintError(core->vm_info, core, "apic %u: core %u: Write to APIC address space with disabled APIC, apic msr=0x%llx\n",
1414                    apic->lapic_id.val, core->vcpu_id, apic->base_addr_msr.value);
1415         return -1;
1416     }
1417
1418
1419     if (length != 4) {
1420         PrintError(core->vm_info, core, "apic %u: core %u: Invalid apic write length (%d)\n",
1421                    apic->lapic_id.val, length, core->vcpu_id);
1422         return -1;
1423     }
1424
1425     switch (reg_addr) {
1426         case REMOTE_READ_OFFSET:
1427         case APIC_VERSION_OFFSET:
1428         case APR_OFFSET:
1429         case IRR_OFFSET0:
1430         case IRR_OFFSET1:
1431         case IRR_OFFSET2:
1432         case IRR_OFFSET3:
1433         case IRR_OFFSET4:
1434         case IRR_OFFSET5:
1435         case IRR_OFFSET6:
1436         case IRR_OFFSET7:
1437         case ISR_OFFSET0:
1438         case ISR_OFFSET1:
1439         case ISR_OFFSET2:
1440         case ISR_OFFSET3:
1441         case ISR_OFFSET4:
1442         case ISR_OFFSET5:
1443         case ISR_OFFSET6:
1444         case ISR_OFFSET7:
1445         case TRIG_OFFSET0:
1446         case TRIG_OFFSET1:
1447         case TRIG_OFFSET2:
1448         case TRIG_OFFSET3:
1449         case TRIG_OFFSET4:
1450         case TRIG_OFFSET5:
1451         case TRIG_OFFSET6:
1452         case TRIG_OFFSET7:
1453         case PPR_OFFSET:
1454         case EXT_APIC_FEATURE_OFFSET:
1455
1456             PrintError(core->vm_info, core, "apic %u: core %u: Attempting to write to read only register %p (error)\n",
1457                        apic->lapic_id.val, core->vcpu_id, (void *)reg_addr);
1458
1459             break;
1460
1461             // Data registers
1462         case APIC_ID_OFFSET:
1463             //V3_Print(core->vm_info, core, "apic %u: core %u: my id is being changed to %u\n",
1464             //       apic->lapic_id.val, core->vcpu_id, op_val);
1465
1466             apic->lapic_id.val = op_val;
1467             break;
1468         case TPR_OFFSET:
1469             set_apic_tpr(apic,op_val);
1470             break;
1471         case LDR_OFFSET:
1472             PrintDebug(core->vm_info, core, "apic %u: core %u: setting log_dst.val to 0x%x\n",
1473                        apic->lapic_id.val, core->vcpu_id, op_val);
1474             flags = v3_lock_irqsave(apic_dev->state_lock);
1475             apic->log_dst.val = op_val;
1476             v3_unlock_irqrestore(apic_dev->state_lock, flags);
1477             break;
1478         case DFR_OFFSET:
1479             flags = v3_lock_irqsave(apic_dev->state_lock);
1480             apic->dst_fmt.val = op_val;
1481             v3_unlock_irqrestore(apic_dev->state_lock, flags);
1482             break;
1483         case SPURIOUS_INT_VEC_OFFSET:
1484             apic->spurious_int.val = op_val;
1485             break;
1486         case ESR_OFFSET:
1487             apic->err_status.val = op_val;
1488             break;
1489         case TMR_LOC_VEC_TBL_OFFSET:
1490             apic->tmr_vec_tbl.val = op_val;
1491             break;
1492         case THERM_LOC_VEC_TBL_OFFSET:
1493             apic->therm_loc_vec_tbl.val = op_val;
1494             break;
1495         case PERF_CTR_LOC_VEC_TBL_OFFSET:
1496             apic->perf_ctr_loc_vec_tbl.val = op_val;
1497             break;
1498         case LINT0_VEC_TBL_OFFSET:
1499             apic->lint0_vec_tbl.val = op_val;
1500             break;
1501         case LINT1_VEC_TBL_OFFSET:
1502             apic->lint1_vec_tbl.val = op_val;
1503             break;
1504         case ERR_VEC_TBL_OFFSET:
1505             apic->err_vec_tbl.val = op_val;
1506             break;
1507         case TMR_INIT_CNT_OFFSET:
1508             apic->tmr_init_cnt = op_val;
1509             apic->tmr_cur_cnt = op_val;
1510             break;
1511         case TMR_CUR_CNT_OFFSET:
1512             apic->tmr_cur_cnt = op_val;
1513             break;
1514         case TMR_DIV_CFG_OFFSET:
1515             PrintDebug(core->vm_info, core, "apic %u: core %u: setting tmr_div_cfg to 0x%x\n",
1516                        apic->lapic_id.val, core->vcpu_id, op_val);
1517             apic->tmr_div_cfg.val = op_val;
1518             break;
1519
1520
1521             // Enable mask (256 bits)
1522         case IER_OFFSET0:
1523             *(uint32_t *)(apic->int_en_reg) = op_val;
1524             break;
1525         case IER_OFFSET1:
1526             *(uint32_t *)(apic->int_en_reg + 4) = op_val;
1527             break;
1528         case IER_OFFSET2:
1529             *(uint32_t *)(apic->int_en_reg + 8) = op_val;
1530             break;
1531         case IER_OFFSET3:
1532             *(uint32_t *)(apic->int_en_reg + 12) = op_val;
1533             break;
1534         case IER_OFFSET4:
1535             *(uint32_t *)(apic->int_en_reg + 16) = op_val;
1536             break;
1537         case IER_OFFSET5:
1538             *(uint32_t *)(apic->int_en_reg + 20) = op_val;
1539             break;
1540         case IER_OFFSET6:
1541             *(uint32_t *)(apic->int_en_reg + 24) = op_val;
1542             break;
1543         case IER_OFFSET7:
1544             *(uint32_t *)(apic->int_en_reg + 28) = op_val;
1545             break;
1546
1547         case EXT_INT_LOC_VEC_TBL_OFFSET0:
1548             apic->ext_intr_vec_tbl[0].val = op_val;
1549             break;
1550         case EXT_INT_LOC_VEC_TBL_OFFSET1:
1551             apic->ext_intr_vec_tbl[1].val = op_val;
1552             break;
1553         case EXT_INT_LOC_VEC_TBL_OFFSET2:
1554             apic->ext_intr_vec_tbl[2].val = op_val;
1555             break;
1556         case EXT_INT_LOC_VEC_TBL_OFFSET3:
1557             apic->ext_intr_vec_tbl[3].val = op_val;
1558             break;
1559
1560
1561             // Action Registers
1562         case EOI_OFFSET:
1563             // do eoi
1564             apic_do_eoi(core, apic);
1565             break;
1566
1567         case INT_CMD_LO_OFFSET: {
1568             // execute command
1569
1570             struct v3_gen_ipi tmp_ipi;
1571
1572             apic->int_cmd.lo = op_val;
1573
1574             tmp_ipi.vector = apic->int_cmd.vec;
1575             tmp_ipi.mode = apic->int_cmd.del_mode;
1576             tmp_ipi.logical = apic->int_cmd.dst_mode;
1577             tmp_ipi.trigger_mode = apic->int_cmd.trig_mode;
1578             tmp_ipi.dst_shorthand = apic->int_cmd.dst_shorthand;
1579             tmp_ipi.dst = apic->int_cmd.dst;
1580
1581             tmp_ipi.ack = NULL;
1582             tmp_ipi.private_data = NULL;
1583
1584
1585             //      V3_Print(core->vm_info, core, "apic %u: core %u: sending cmd 0x%llx to apic %u\n",
1586             //       apic->lapic_id.val, core->vcpu_id,
1587             //       apic->int_cmd.val, apic->int_cmd.dst);
1588
1589             if (route_ipi(apic_dev, apic, &tmp_ipi) == -1) {
1590                 PrintError(core->vm_info, core, "IPI Routing failure\n");
1591                 return -1;
1592             }
1593
1594             break;
1595         }
1596         case INT_CMD_HI_OFFSET: {
1597             apic->int_cmd.hi = op_val;
1598             //V3_Print(core->vm_info, core, "apic %u: core %u: writing command high=0x%x\n", apic->lapic_id.val, core->vcpu_id,apic->int_cmd.hi);
1599             break;
1600         }
1601         // Unhandled Registers
1602         case EXT_APIC_CMD_OFFSET:
1603         case SEOI_OFFSET:
1604         default:
1605             PrintError(core->vm_info, core, "apic %u: core %u: Write to Unhandled APIC Register: %x (ignored)\n",
1606                        apic->lapic_id.val, core->vcpu_id, (uint32_t)reg_addr);
1607
1608             return -1;
1609     }
1610
1611     PrintDebug(core->vm_info, core, "apic %u: core %u: Write finished\n", apic->lapic_id.val, core->vcpu_id);
1612
1613     return length;
1614
1615 }
1616
1617
1618
1619 /* Interrupt Controller Functions */
1620
1621
1622 static int apic_intr_pending(struct guest_info * core, void * private_data) {
1623     struct apic_dev_state * apic_dev = (struct apic_dev_state *)(private_data);
1624     struct apic_state * apic = &(apic_dev->apics[core->vcpu_id]);
1625     int req_irq = 0;
1626     int svc_irq = 0;
1627
1628     // Activate all queued IRQ entries
1629     drain_irq_entries(apic);
1630
1631     // Check for newly activated entries
1632     req_irq = get_highest_irr(apic);
1633     svc_irq = get_highest_isr(apic);
1634
1635     //    PrintDebug(core->vm_info, core, "apic %u: core %u: req_irq=%d, svc_irq=%d\n",apic->lapic_id.val,info->vcpu_id,req_irq,svc_irq);
1636
1637
1638     if ((req_irq >= 0) &&
1639         (req_irq > svc_irq)) {
1640
1641         // We have a new requested vector that is higher priority than
1642         // the vector that is in-service
1643
1644         uint32_t ppr = get_apic_ppr(apic);
1645
1646         if ((req_irq & 0xf0) > (ppr & 0xf0)) {
1647             // it's also higher priority than the current
1648             // processor priority.  Therefore this
1649             // interrupt can go in now.
1650             return 1;
1651         } else {
1652             // processor priority is currently too high
1653             // for this interrupt to go in now.
1654             // note that if tpr=0xf?, then ppr=0xf?
1655             // and thus all vectors will be masked
1656             // as required (tpr=0xf? => all masked)
1657             return 0;
1658         }
1659     } else {
1660         // the vector that is in service is higher
1661         // priority than any new requested vector
1662         return 0;
1663     }
1664 }
1665
1666
1667
1668 static int apic_get_intr_number(struct guest_info * core, void * private_data) {
1669     struct apic_dev_state * apic_dev = (struct apic_dev_state *)(private_data);
1670     struct apic_state * apic = &(apic_dev->apics[core->vcpu_id]);
1671     int req_irq = get_highest_irr(apic);
1672     int svc_irq = get_highest_isr(apic);
1673
1674
1675     // for the logic here, see the comments for apic_intr_pending
1676     if ((req_irq >=0) &&
1677         (req_irq > svc_irq)) {
1678
1679         uint32_t ppr = get_apic_ppr(apic);
1680
1681         if ((req_irq & 0xf0) > (ppr & 0xf0)) {
1682             return req_irq;
1683         } else {
1684             // hmm, this should not have happened, but, anyway,
1685             // no interrupt is currently ready to go in
1686             return -1;
1687         }
1688     } else {
1689         return -1;
1690     }
1691 }
1692
1693
1694
1695 int v3_apic_send_ipi(struct v3_vm_info * vm, struct v3_gen_ipi * ipi, void * dev_data) {
1696     struct apic_dev_state * apic_dev = (struct apic_dev_state *)
1697         (((struct vm_device *)dev_data)->private_data);
1698
1699     return route_ipi(apic_dev, NULL, ipi);
1700 }
1701
1702
1703
1704 static int apic_begin_irq(struct guest_info * core, void * private_data, int irq) {
1705     struct apic_dev_state * apic_dev = (struct apic_dev_state *)(private_data);
1706     struct apic_state * apic = &(apic_dev->apics[core->vcpu_id]);
1707     int major_offset = (irq & ~0x00000007) >> 3;
1708     int minor_offset = irq & 0x00000007;
1709     uint8_t *req_location = apic->int_req_reg + major_offset;
1710     uint8_t *svc_location = apic->int_svc_reg + major_offset;
1711     uint8_t flag = 0x01 << minor_offset;
1712
1713     if (*req_location & flag) {
1714         // we will only pay attention to a begin irq if we
1715         // know that we initiated it!
1716         *svc_location |= flag;
1717         *req_location &= ~flag;
1718     } else {
1719         // do nothing...
1720         //PrintDebug(core->vm_info, core, "apic %u: core %u: begin irq for %d ignored since I don't own it\n",
1721         //         apic->lapic_id.val, core->vcpu_id, irq);
1722     }
1723
1724     return 0;
1725 }
1726
1727
1728 /* Timer Functions */
1729
1730 static void apic_inject_timer_intr(struct guest_info *core,
1731                                    void * priv_data) {
1732     struct apic_dev_state * apic_dev = (struct apic_dev_state *)(priv_data);
1733     struct apic_state * apic = &(apic_dev->apics[core->vcpu_id]);
1734     // raise irq
1735     PrintDebug(core->vm_info, core, "apic %u: core %u: Raising APIC Timer interrupt (periodic=%d) (icnt=%d)\n",
1736                apic->lapic_id.val, core->vcpu_id,
1737                apic->tmr_vec_tbl.tmr_mode, apic->tmr_init_cnt);
1738
1739     if (apic_intr_pending(core, priv_data)) {
1740         PrintDebug(core->vm_info, core, "apic %u: core %u: Overriding pending IRQ %d\n",
1741                    apic->lapic_id.val, core->vcpu_id,
1742                    apic_get_intr_number(core, priv_data));
1743     }
1744
1745     if (activate_internal_irq(apic, APIC_TMR_INT) == -1) {
1746         PrintError(core->vm_info, core, "apic %u: core %u: Could not raise Timer interrupt\n",
1747                    apic->lapic_id.val, core->vcpu_id);
1748     }
1749
1750     return;
1751 }
1752
1753
1754
1755
1756 static void apic_update_time(struct guest_info * core,
1757                              uint64_t cpu_cycles, uint64_t cpu_freq,
1758                              void * priv_data) {
1759     struct apic_dev_state * apic_dev = (struct apic_dev_state *)(priv_data);
1760     struct apic_state * apic = &(apic_dev->apics[core->vcpu_id]);
1761
1762     // The 32 bit GCC runtime is a pile of shit
1763 #ifdef __V3_64BIT__
1764     uint64_t tmr_ticks = 0;
1765 #else
1766     uint32_t tmr_ticks = 0;
1767 #endif
1768
1769     uint8_t tmr_div = *(uint8_t *)&(apic->tmr_div_cfg.val);
1770     uint_t shift_num = 0;
1771
1772
1773     // Check whether this is true:
1774     //   -> If the Init count is zero then the timer is disabled
1775     //      and doesn't just blitz interrupts to the CPU
1776     if ((apic->tmr_init_cnt == 0) ||
1777         ( (apic->tmr_vec_tbl.tmr_mode == APIC_TMR_ONESHOT) &&
1778           (apic->tmr_cur_cnt == 0))) {
1779         //PrintDebug(core->vm_info, core, "apic %u: core %u: APIC timer not yet initialized\n",apic->lapic_id.val,info->vcpu_id);
1780         return;
1781     }
1782
1783
1784     switch (tmr_div) {
1785         case APIC_TMR_DIV1:
1786             shift_num = 0;
1787             break;
1788         case APIC_TMR_DIV2:
1789             shift_num = 1;
1790             break;
1791         case APIC_TMR_DIV4:
1792             shift_num = 2;
1793             break;
1794         case APIC_TMR_DIV8:
1795             shift_num = 3;
1796             break;
1797         case APIC_TMR_DIV16:
1798             shift_num = 4;
1799             break;
1800         case APIC_TMR_DIV32:
1801             shift_num = 5;
1802             break;
1803         case APIC_TMR_DIV64:
1804             shift_num = 6;
1805             break;
1806         case APIC_TMR_DIV128:
1807             shift_num = 7;
1808             break;
1809         default:
1810             PrintError(core->vm_info, core, "apic %u: core %u: Invalid Timer Divider configuration\n",
1811                        apic->lapic_id.val, core->vcpu_id);
1812             return;
1813     }
1814
1815     tmr_ticks = cpu_cycles >> shift_num;
1816     //    PrintDebug(core->vm_info, core, "Timer Ticks: %p\n", (void *)tmr_ticks);
1817
1818     if (tmr_ticks < apic->tmr_cur_cnt) {
1819         apic->tmr_cur_cnt -= tmr_ticks;
1820 #ifdef V3_CONFIG_APIC_ENQUEUE_MISSED_TMR_IRQS
1821         if (apic->missed_ints && !apic_intr_pending(core, priv_data)) {
1822             PrintDebug(core->vm_info, core, "apic %u: core %u: Injecting queued APIC timer interrupt.\n",
1823                        apic->lapic_id.val, core->vcpu_id);
1824             apic_inject_timer_intr(core, priv_data);
1825             apic->missed_ints--;
1826         }
1827 #endif /* CONFIG_APIC_ENQUEUE_MISSED_TMR_IRQS */
1828     } else {
1829         tmr_ticks -= apic->tmr_cur_cnt;
1830         apic->tmr_cur_cnt = 0;
1831
1832         apic_inject_timer_intr(core, priv_data);
1833
1834         if (apic->tmr_vec_tbl.tmr_mode == APIC_TMR_PERIODIC) {
1835             int queued_ints = tmr_ticks / apic->tmr_init_cnt;
1836             tmr_ticks = tmr_ticks % apic->tmr_init_cnt;
1837             apic->tmr_cur_cnt = apic->tmr_init_cnt - tmr_ticks;
1838             apic->missed_ints += queued_ints;
1839         }
1840     }
1841
1842     return;
1843 }
1844
1845 static struct intr_ctrl_ops intr_ops = {
1846     .intr_pending = apic_intr_pending,
1847     .get_intr_number = apic_get_intr_number,
1848     .begin_irq = apic_begin_irq,
1849 };
1850
1851
1852 static struct v3_timer_ops timer_ops = {
1853     .update_timer = apic_update_time,
1854 };
1855
1856
1857
1858
1859 static int apic_free(struct apic_dev_state * apic_dev) {
1860     int i = 0;
1861     struct v3_vm_info * vm = NULL;
1862
1863     for (i = 0; i < apic_dev->num_apics; i++) {
1864         struct apic_state * apic = &(apic_dev->apics[i]);
1865         struct guest_info * core = apic->core;
1866
1867         vm = core->vm_info;
1868
1869         v3_remove_intr_controller(core, apic->controller_handle);
1870
1871         if (apic->timer) {
1872             v3_remove_timer(core, apic->timer);
1873         }
1874
1875         v3_lock_deinit(&(apic->irq_queue.lock));
1876
1877         // unhook memory
1878
1879     }
1880
1881     v3_unhook_msr(vm, BASE_ADDR_MSR);
1882
1883     v3_lock_deinit(&(apic_dev->state_lock));
1884
1885     V3_Free(apic_dev);
1886     return 0;
1887 }
1888
1889 #ifdef V3_CONFIG_CHECKPOINT
1890
1891 #define KEY_MAX 128
1892 #define MAKE_KEY(x) snprintf(key,KEY_MAX,"%s%d",x,i);
1893
1894 static int apic_save(struct v3_chkpt_ctx * ctx, void * private_data) {
1895     struct apic_dev_state * apic_state = (struct apic_dev_state *)private_data;
1896     int i = 0;
1897     uint32_t temp;
1898     char key[KEY_MAX];
1899
1900     V3_CHKPT_SAVE(ctx, "NUM_APICS", apic_state->num_apics,savefailout);
1901
1902     for (i = 0; i < apic_state->num_apics; i++) {
1903       drain_irq_entries(&(apic_state->apics[i]));
1904
1905       MAKE_KEY("BASE_ADDR");
1906       V3_CHKPT_SAVE(ctx, key, apic_state->apics[i].base_addr,savefailout);
1907       MAKE_KEY("BASE_ADDR_MSR");
1908       V3_CHKPT_SAVE(ctx, key, apic_state->apics[i].base_addr_msr,savefailout);
1909       MAKE_KEY("LAPIC_ID");
1910       V3_CHKPT_SAVE(ctx, key, apic_state->apics[i].lapic_id,savefailout);
1911       MAKE_KEY("APIC_VER");
1912       V3_CHKPT_SAVE(ctx, key, apic_state->apics[i].apic_ver,savefailout);
1913       MAKE_KEY("EXT_APIC_CTRL");
1914       V3_CHKPT_SAVE(ctx, key, apic_state->apics[i].ext_apic_ctrl,savefailout);
1915       MAKE_KEY("LOCAL_VEC_TBL");
1916       V3_CHKPT_SAVE(ctx, key, apic_state->apics[i].local_vec_tbl,savefailout);
1917       MAKE_KEY("TMR_VEC_TBL");
1918       V3_CHKPT_SAVE(ctx, key, apic_state->apics[i].tmr_vec_tbl,savefailout);
1919       MAKE_KEY("TMR_DIV_CFG");
1920       V3_CHKPT_SAVE(ctx, key, apic_state->apics[i].tmr_div_cfg,savefailout);
1921       MAKE_KEY("LINT0_VEC_TBL");
1922       V3_CHKPT_SAVE(ctx, key, apic_state->apics[i].lint0_vec_tbl,savefailout);
1923       MAKE_KEY("LINT1_VEC_TBL");
1924       V3_CHKPT_SAVE(ctx, key, apic_state->apics[i].lint1_vec_tbl,savefailout);
1925       MAKE_KEY("PERF_CTR_LOC_VEC_TBL");
1926       V3_CHKPT_SAVE(ctx, key, apic_state->apics[i].perf_ctr_loc_vec_tbl,savefailout);
1927       MAKE_KEY("THERM_LOC_VEC_TBL");
1928       V3_CHKPT_SAVE(ctx, key, apic_state->apics[i].therm_loc_vec_tbl,savefailout);
1929       MAKE_KEY("ERR_VEC_TBL");
1930       V3_CHKPT_SAVE(ctx, key, apic_state->apics[i].err_vec_tbl,savefailout);
1931       MAKE_KEY("ERR_STATUS");
1932       V3_CHKPT_SAVE(ctx, key, apic_state->apics[i].err_status,savefailout);
1933       MAKE_KEY("SPURIOUS_INT");
1934       V3_CHKPT_SAVE(ctx, key, apic_state->apics[i].spurious_int,savefailout);
1935       MAKE_KEY("INT_CMD");
1936       V3_CHKPT_SAVE(ctx, key, apic_state->apics[i].int_cmd,savefailout);
1937       MAKE_KEY("LOG_DST");
1938       V3_CHKPT_SAVE(ctx, key, apic_state->apics[i].log_dst,savefailout);
1939       MAKE_KEY("DST_FMT");
1940       V3_CHKPT_SAVE(ctx, key, apic_state->apics[i].dst_fmt,savefailout);
1941
1942       // APR and PPR are stored only for compatability
1943       // TPR is in APIC_TPR, APR and PPR are derived
1944
1945       temp = get_apic_apr(&(apic_state->apics[i]));
1946       MAKE_KEY("ARB_PRIO");
1947       V3_CHKPT_SAVE(ctx, key, temp,savefailout);
1948       temp = get_apic_tpr(&(apic_state->apics[i]));
1949       MAKE_KEY("TASK_PRIO");
1950       V3_CHKPT_SAVE(ctx,key,temp,savefailout);
1951       temp = get_apic_ppr(&(apic_state->apics[i]));
1952       MAKE_KEY("PROC_PRIO");
1953       V3_CHKPT_SAVE(ctx, key,temp,savefailout);
1954
1955       MAKE_KEY("EXT_APIC_FEATURE");
1956       V3_CHKPT_SAVE(ctx, key, apic_state->apics[i].ext_apic_feature,savefailout);
1957       MAKE_KEY("SPEC_EOI");
1958       V3_CHKPT_SAVE(ctx, key, apic_state->apics[i].spec_eoi,savefailout);
1959       MAKE_KEY("TMR_CUR_CNT");
1960       V3_CHKPT_SAVE(ctx, key, apic_state->apics[i].tmr_cur_cnt,savefailout);
1961
1962       MAKE_KEY("TMR_INIT_CNT");
1963       V3_CHKPT_SAVE(ctx, key, apic_state->apics[i].tmr_init_cnt,savefailout);
1964       MAKE_KEY("EXT_INTR_VEC_TBL");
1965       V3_CHKPT_SAVE(ctx, key, apic_state->apics[i].ext_intr_vec_tbl,savefailout);
1966
1967       MAKE_KEY("REM_RD_DATA");
1968       V3_CHKPT_SAVE(ctx, key, apic_state->apics[i].rem_rd_data,savefailout);
1969       MAKE_KEY("IPI_STATE");
1970       V3_CHKPT_SAVE(ctx, key, apic_state->apics[i].ipi_state,savefailout);
1971       MAKE_KEY("INT_REQ_REG");
1972       V3_CHKPT_SAVE(ctx, key, apic_state->apics[i].int_req_reg,savefailout);
1973       MAKE_KEY("INT_SVC_REG");
1974       V3_CHKPT_SAVE(ctx, key, apic_state->apics[i].int_svc_reg,savefailout);
1975       MAKE_KEY("INT_EN_REG");
1976       V3_CHKPT_SAVE(ctx, key, apic_state->apics[i].int_en_reg,savefailout);
1977       MAKE_KEY("TRIG_MODE_REG");
1978       V3_CHKPT_SAVE(ctx, key, apic_state->apics[i].trig_mode_reg,savefailout);
1979       MAKE_KEY("EOI");
1980       V3_CHKPT_SAVE(ctx, key, apic_state->apics[i].eoi,savefailout);
1981
1982     }
1983
1984     return 0;
1985
1986  savefailout:
1987     PrintError(VM_NONE, VCORE_NONE, "Failed to save apic\n");
1988     return -1;
1989 }
1990
1991 static int apic_load(struct v3_chkpt_ctx * ctx, void * private_data) {
1992     struct apic_dev_state *apic_state = (struct apic_dev_state *)private_data;
1993     int i = 0;
1994     uint32_t temp;
1995     char key[KEY_MAX];
1996
1997     V3_CHKPT_LOAD(ctx,"NUM_APICS", apic_state->num_apics, loadfailout);
1998
1999     for (i = 0; i < apic_state->num_apics; i++) {
2000       drain_irq_entries(&(apic_state->apics[i]));
2001
2002       MAKE_KEY("BASE_ADDR");
2003       V3_CHKPT_LOAD(ctx, key, apic_state->apics[i].base_addr,loadfailout);
2004       MAKE_KEY("BASE_ADDR_MSR");
2005       V3_CHKPT_LOAD(ctx, key, apic_state->apics[i].base_addr_msr,loadfailout);
2006       MAKE_KEY("LAPIC_ID");
2007       V3_CHKPT_LOAD(ctx, key, apic_state->apics[i].lapic_id,loadfailout);
2008       MAKE_KEY("APIC_VER");
2009       V3_CHKPT_LOAD(ctx, key, apic_state->apics[i].apic_ver,loadfailout);
2010       MAKE_KEY("EXT_APIC_CTRL");
2011       V3_CHKPT_LOAD(ctx, key, apic_state->apics[i].ext_apic_ctrl,loadfailout);
2012       MAKE_KEY("LOCAL_VEC_TBL");
2013       V3_CHKPT_LOAD(ctx, key, apic_state->apics[i].local_vec_tbl,loadfailout);
2014       MAKE_KEY("TMR_VEC_TBL");
2015       V3_CHKPT_LOAD(ctx, key, apic_state->apics[i].tmr_vec_tbl,loadfailout);
2016       MAKE_KEY("TMR_DIV_CFG");
2017       V3_CHKPT_LOAD(ctx, key, apic_state->apics[i].tmr_div_cfg,loadfailout);
2018       MAKE_KEY("LINT0_VEC_TBL");
2019       V3_CHKPT_LOAD(ctx, key, apic_state->apics[i].lint0_vec_tbl,loadfailout);
2020       MAKE_KEY("LINT1_VEC_TBL");
2021       V3_CHKPT_LOAD(ctx, key, apic_state->apics[i].lint1_vec_tbl,loadfailout);
2022       MAKE_KEY("PERF_CTR_LOC_VEC_TBL");
2023       V3_CHKPT_LOAD(ctx, key, apic_state->apics[i].perf_ctr_loc_vec_tbl,loadfailout);
2024       MAKE_KEY("THERM_LOC_VEC_TBL");
2025       V3_CHKPT_LOAD(ctx, key, apic_state->apics[i].therm_loc_vec_tbl,loadfailout);
2026       MAKE_KEY("ERR_VEC_TBL");
2027       V3_CHKPT_LOAD(ctx, key, apic_state->apics[i].err_vec_tbl,loadfailout);
2028       MAKE_KEY("ERR_STATUS");
2029       V3_CHKPT_LOAD(ctx, key, apic_state->apics[i].err_status,loadfailout);
2030       MAKE_KEY("SPURIOUS_INT");
2031       V3_CHKPT_LOAD(ctx, key, apic_state->apics[i].spurious_int,loadfailout);
2032       MAKE_KEY("INT_CMD");
2033       V3_CHKPT_LOAD(ctx, key, apic_state->apics[i].int_cmd,loadfailout);
2034       MAKE_KEY("LOG_DST");
2035       V3_CHKPT_LOAD(ctx, key, apic_state->apics[i].log_dst,loadfailout);
2036       MAKE_KEY("DST_FMT");
2037       V3_CHKPT_LOAD(ctx, key, apic_state->apics[i].dst_fmt,loadfailout);
2038
2039       // APR and PPR are stored only for compatability
2040       // TPR is in APIC_TPR, APR and PPR are derived
2041
2042       MAKE_KEY("ARB_PRIO");
2043       V3_CHKPT_LOAD(ctx, key, temp,loadfailout);
2044       // discarded
2045
2046       MAKE_KEY("TASK_PRIO");
2047       V3_CHKPT_LOAD(ctx,key,temp,loadfailout);
2048       set_apic_tpr(&(apic_state->apics[i]),temp);
2049
2050       MAKE_KEY("PROC_PRIO");
2051       V3_CHKPT_LOAD(ctx, key,temp,loadfailout);
2052       // discarded
2053
2054
2055       MAKE_KEY("EXT_APIC_FEATURE");
2056       V3_CHKPT_LOAD(ctx, key, apic_state->apics[i].ext_apic_feature,loadfailout);
2057       MAKE_KEY("SPEC_EOI");
2058       V3_CHKPT_LOAD(ctx, key, apic_state->apics[i].spec_eoi,loadfailout);
2059       MAKE_KEY("TMR_CUR_CNT");
2060       V3_CHKPT_LOAD(ctx, key, apic_state->apics[i].tmr_cur_cnt,loadfailout);
2061
2062       MAKE_KEY("TMR_INIT_CNT");
2063       V3_CHKPT_LOAD(ctx, key, apic_state->apics[i].tmr_init_cnt,loadfailout);
2064       MAKE_KEY("EXT_INTR_VEC_TBL");
2065       V3_CHKPT_LOAD(ctx, key, apic_state->apics[i].ext_intr_vec_tbl,loadfailout);
2066
2067       MAKE_KEY("REM_RD_DATA");
2068       V3_CHKPT_LOAD(ctx, key, apic_state->apics[i].rem_rd_data,loadfailout);
2069       MAKE_KEY("IPI_STATE");
2070       V3_CHKPT_LOAD(ctx, key, apic_state->apics[i].ipi_state,loadfailout);
2071       MAKE_KEY("INT_REQ_REG");
2072       V3_CHKPT_LOAD(ctx, key, apic_state->apics[i].int_req_reg,loadfailout);
2073       MAKE_KEY("INT_SVC_REG");
2074       V3_CHKPT_LOAD(ctx, key, apic_state->apics[i].int_svc_reg,loadfailout);
2075       MAKE_KEY("INT_EN_REG");
2076       V3_CHKPT_LOAD(ctx, key, apic_state->apics[i].int_en_reg,loadfailout);
2077       MAKE_KEY("TRIG_MODE_REG");
2078       V3_CHKPT_LOAD(ctx, key, apic_state->apics[i].trig_mode_reg,loadfailout);
2079       MAKE_KEY("EOI");
2080       V3_CHKPT_LOAD(ctx, key, apic_state->apics[i].eoi,loadfailout);
2081     }
2082
2083
2084     return 0;
2085
2086  loadfailout:
2087     PrintError(VM_NONE,VCORE_NONE, "Failed to load apic\n");
2088     return -1;
2089
2090 }
2091
2092 #endif
2093
2094 static struct v3_device_ops dev_ops = {
2095     .free = (int (*)(void *))apic_free,
2096 #ifdef V3_CONFIG_CHECKPOINT
2097     .save = apic_save,
2098     .load = apic_load
2099 #endif
2100 };
2101
2102
2103
2104 static int apic_init(struct v3_vm_info * vm, v3_cfg_tree_t * cfg) {
2105     char * dev_id = v3_cfg_val(cfg, "ID");
2106     struct apic_dev_state * apic_dev = NULL;
2107     int i = 0;
2108
2109     PrintDebug(vm, VCORE_NONE, "apic: creating an APIC for each core\n");
2110
2111     apic_dev = (struct apic_dev_state *)V3_Malloc(sizeof(struct apic_dev_state) +
2112                                                   sizeof(struct apic_state) * vm->num_cores);
2113
2114
2115     if (!apic_dev) {
2116         PrintError(vm, VCORE_NONE, "Failed to allocate space for APIC\n");
2117         return -1;
2118     }
2119
2120     apic_dev->num_apics = vm->num_cores;
2121     v3_lock_init(&(apic_dev->state_lock));
2122
2123     struct vm_device * dev = v3_add_device(vm, dev_id, &dev_ops, apic_dev);
2124
2125     if (dev == NULL) {
2126         PrintError(vm, VCORE_NONE, "apic: Could not attach device %s\n", dev_id);
2127         V3_Free(apic_dev);
2128         return -1;
2129     }
2130
2131
2132     for (i = 0; i < vm->num_cores; i++) {
2133         struct apic_state * apic = &(apic_dev->apics[i]);
2134         struct guest_info * core = &(vm->cores[i]);
2135
2136         apic->core = core;
2137
2138         init_apic_state(apic, i);
2139
2140         apic->controller_handle = v3_register_intr_controller(core, &intr_ops, apic_dev);
2141
2142         apic->timer = v3_add_timer(core, &timer_ops, apic_dev);
2143
2144         if (apic->timer == NULL) {
2145             PrintError(vm, VCORE_NONE,"APIC: Failed to attach timer to core %d\n", i);
2146             v3_remove_device(dev);
2147             return -1;
2148         }
2149
2150         v3_hook_full_mem(vm, core->vcpu_id, apic->base_addr, apic->base_addr + PAGE_SIZE_4KB, apic_read, apic_write, apic_dev);
2151
2152         PrintDebug(vm, VCORE_NONE, "apic %u: (setup device): done, my id is %u\n", i, apic->lapic_id.val);
2153     }
2154
2155 #ifdef V3_CONFIG_DEBUG_APIC
2156     for (i = 0; i < vm->num_cores; i++) {
2157         struct apic_state * apic = &(apic_dev->apics[i]);
2158         PrintDebug(vm, VCORE_NONE, "apic: sanity check: apic %u (at %p) has id %u and msr value %llx and core at %p\n",
2159                    i, apic, apic->lapic_id.val, apic->base_addr_msr.value,apic->core);
2160     }
2161 #endif
2162
2163
2164     PrintDebug(vm, VCORE_NONE, "apic: priv_data is at %p\n", apic_dev);
2165
2166     v3_hook_msr(vm, BASE_ADDR_MSR, read_apic_msr, write_apic_msr, apic_dev);
2167
2168     return 0;
2169 }
2170
2171
2172
2173 device_register("LAPIC", apic_init)