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  * Author: Jack Lange <jarusl@cs.northwestern.edu>
  15  *
  16  * This is free software.  You are permitted to use,
  17  * redistribute, and modify it as specified in the file "V3VEE_LICENSE".
  18  */
  19
  20
  21 #include <devices/apic.h>
  22 #include <devices/apic_regs.h>
  23 #include <palacios/vmm.h>
  24 #include <palacios/vmm_msr.h>
  25 #include <palacios/vmm_sprintf.h>
  26 #include <palacios/vm_guest.h>
  27 #include <palacios/vmm_types.h>
  28
  29
  30 #ifndef CONFIG_DEBUG_APIC
  31 #undef PrintDebug
  32 #define PrintDebug(fmt, args...)
  33 #endif
  34
  35
  36 typedef enum { APIC_TMR_INT, APIC_THERM_INT, APIC_PERF_INT,
  37                APIC_LINT0_INT, APIC_LINT1_INT, APIC_ERR_INT } apic_irq_type_t;
  38
  39 #define APIC_FIXED_DELIVERY  0x0
  40 #define APIC_SMI_DELIVERY    0x2
  41 #define APIC_NMI_DELIVERY    0x4
  42 #define APIC_INIT_DELIVERY   0x5
  43 #define APIC_EXTINT_DELIVERY 0x7
  44
  45
  46 #define BASE_ADDR_MSR     0x0000001B
  47 #define DEFAULT_BASE_ADDR 0xfee00000
  48
  49 #define APIC_ID_OFFSET                    0x020
  50 #define APIC_VERSION_OFFSET               0x030
  51 #define TPR_OFFSET                        0x080
  52 #define APR_OFFSET                        0x090
  53 #define PPR_OFFSET                        0x0a0
  54 #define EOI_OFFSET                        0x0b0
  55 #define REMOTE_READ_OFFSET                0x0c0
  56 #define LDR_OFFSET                        0x0d0
  57 #define DFR_OFFSET                        0x0e0
  58 #define SPURIOUS_INT_VEC_OFFSET           0x0f0
  59
  60 #define ISR_OFFSET0                       0x100   // 0x100 - 0x170
  61 #define ISR_OFFSET1                       0x110   // 0x100 - 0x170
  62 #define ISR_OFFSET2                       0x120   // 0x100 - 0x170
  63 #define ISR_OFFSET3                       0x130   // 0x100 - 0x170
  64 #define ISR_OFFSET4                       0x140   // 0x100 - 0x170
  65 #define ISR_OFFSET5                       0x150   // 0x100 - 0x170
  66 #define ISR_OFFSET6                       0x160   // 0x100 - 0x170
  67 #define ISR_OFFSET7                       0x170   // 0x100 - 0x170
  68
  69 #define TRIG_OFFSET0                      0x180   // 0x180 - 0x1f0
  70 #define TRIG_OFFSET1                      0x190   // 0x180 - 0x1f0
  71 #define TRIG_OFFSET2                      0x1a0   // 0x180 - 0x1f0
  72 #define TRIG_OFFSET3                      0x1b0   // 0x180 - 0x1f0
  73 #define TRIG_OFFSET4                      0x1c0   // 0x180 - 0x1f0
  74 #define TRIG_OFFSET5                      0x1d0   // 0x180 - 0x1f0
  75 #define TRIG_OFFSET6                      0x1e0   // 0x180 - 0x1f0
  76 #define TRIG_OFFSET7                      0x1f0   // 0x180 - 0x1f0
  77
  78
  79 #define IRR_OFFSET0                       0x200   // 0x200 - 0x270
  80 #define IRR_OFFSET1                       0x210   // 0x200 - 0x270
  81 #define IRR_OFFSET2                       0x220   // 0x200 - 0x270
  82 #define IRR_OFFSET3                       0x230   // 0x200 - 0x270
  83 #define IRR_OFFSET4                       0x240   // 0x200 - 0x270
  84 #define IRR_OFFSET5                       0x250   // 0x200 - 0x270
  85 #define IRR_OFFSET6                       0x260   // 0x200 - 0x270
  86 #define IRR_OFFSET7                       0x270   // 0x200 - 0x270
  87
  88
  89 #define ESR_OFFSET                        0x280
  90 #define INT_CMD_LO_OFFSET                 0x300
  91 #define INT_CMD_HI_OFFSET                 0x310
  92 #define TMR_LOC_VEC_TBL_OFFSET            0x320
  93 #define THERM_LOC_VEC_TBL_OFFSET          0x330
  94 #define PERF_CTR_LOC_VEC_TBL_OFFSET       0x340
  95 #define LINT0_VEC_TBL_OFFSET              0x350
  96 #define LINT1_VEC_TBL_OFFSET              0x360
  97 #define ERR_VEC_TBL_OFFSET                0x370
  98 #define TMR_INIT_CNT_OFFSET               0x380
  99 #define TMR_CUR_CNT_OFFSET                0x390
 100 #define TMR_DIV_CFG_OFFSET                0x3e0
 101 #define EXT_APIC_FEATURE_OFFSET           0x400
 102 #define EXT_APIC_CMD_OFFSET               0x410
 103 #define SEOI_OFFSET                       0x420
 104
 105 #define IER_OFFSET0                       0x480   // 0x480 - 0x4f0
 106 #define IER_OFFSET1                       0x490   // 0x480 - 0x4f0
 107 #define IER_OFFSET2                       0x4a0   // 0x480 - 0x4f0
 108 #define IER_OFFSET3                       0x4b0   // 0x480 - 0x4f0
 109 #define IER_OFFSET4                       0x4c0   // 0x480 - 0x4f0
 110 #define IER_OFFSET5                       0x4d0   // 0x480 - 0x4f0
 111 #define IER_OFFSET6                       0x4e0   // 0x480 - 0x4f0
 112 #define IER_OFFSET7                       0x4f0   // 0x480 - 0x4f0
 113
 114 #define EXT_INT_LOC_VEC_TBL_OFFSET0       0x500   // 0x500 - 0x530
 115 #define EXT_INT_LOC_VEC_TBL_OFFSET1       0x510   // 0x500 - 0x530
 116 #define EXT_INT_LOC_VEC_TBL_OFFSET2       0x520   // 0x500 - 0x530
 117 #define EXT_INT_LOC_VEC_TBL_OFFSET3       0x530   // 0x500 - 0x530
 118
 119
 120
 121
 122
 123 struct apic_msr {
 124     union {
 125         uint64_t value;
 126         struct {
 127             uint8_t rsvd;
 128             uint8_t bootstrap_cpu : 1;
 129             uint8_t rsvd2         : 2;
 130             uint8_t apic_enable   : 1;
 131             uint64_t base_addr   : 40;
 132             uint32_t rsvd3         : 12;
 133         } __attribute__((packed));
 134     } __attribute__((packed));
 135 } __attribute__((packed));
 136
 137
 138
 139 typedef enum {INIT, SIPI, STARTED} ipi_state_t;
 140
 141 struct apic_dev_state;
 142
 143 struct apic_state {
 144     addr_t base_addr;
 145
 146     /* MSRs */
 147     struct apic_msr base_addr_msr;
 148
 149
 150     /* memory map registers */
 151
 152     struct lapic_id_reg lapic_id;
 153     struct apic_ver_reg apic_ver;
 154     struct ext_apic_ctrl_reg ext_apic_ctrl;
 155     struct local_vec_tbl_reg local_vec_tbl;
 156     struct tmr_vec_tbl_reg tmr_vec_tbl;
 157     struct tmr_div_cfg_reg tmr_div_cfg;
 158     struct lint_vec_tbl_reg lint0_vec_tbl;
 159     struct lint_vec_tbl_reg lint1_vec_tbl;
 160     struct perf_ctr_loc_vec_tbl_reg perf_ctr_loc_vec_tbl;
 161     struct therm_loc_vec_tbl_reg therm_loc_vec_tbl;
 162     struct err_vec_tbl_reg err_vec_tbl;
 163     struct err_status_reg err_status;
 164     struct spurious_int_reg spurious_int;
 165     struct int_cmd_reg int_cmd;
 166     struct log_dst_reg log_dst;
 167     struct dst_fmt_reg dst_fmt;
 168     struct arb_prio_reg arb_prio;
 169     struct task_prio_reg task_prio;
 170     struct proc_prio_reg proc_prio;
 171     struct ext_apic_feature_reg ext_apic_feature;
 172     struct spec_eoi_reg spec_eoi;
 173
 174
 175     uint32_t tmr_cur_cnt;
 176     uint32_t tmr_init_cnt;
 177
 178
 179     struct local_vec_tbl_reg ext_intr_vec_tbl[4];
 180
 181     uint32_t rem_rd_data;
 182
 183
 184     ipi_state_t ipi_state;
 185
 186     uint8_t int_req_reg[32];
 187     uint8_t int_svc_reg[32];
 188     uint8_t int_en_reg[32];
 189     uint8_t trig_mode_reg[32];
 190
 191     struct guest_info * core;
 192
 193     uint32_t eoi;
 194
 195     v3_lock_t  lock;
 196 };
 197
 198
 199
 200
 201 struct apic_dev_state {
 202     int num_apics;
 203
 204     struct apic_state apics[0];
 205 } __attribute__((packed));
 206
 207
 208
 209 static int apic_read(struct guest_info * core, addr_t guest_addr, void * dst, uint_t length, void * priv_data);
 210 static int apic_write(struct guest_info * core, addr_t guest_addr, void * src, uint_t length, void * priv_data);
 211
 212 static void init_apic_state(struct apic_state * apic, uint32_t id) {
 213     apic->base_addr = DEFAULT_BASE_ADDR;
 214
 215     if (id == 0) {
 216         // boot processor, enabled
 217         apic->base_addr_msr.value = 0x0000000000000900LL;
 218     } else {
 219         // ap processor, enabled
 220         apic->base_addr_msr.value = 0x0000000000000800LL;
 221     }
 222
 223     // same base address regardless of ap or main
 224     apic->base_addr_msr.value |= ((uint64_t)DEFAULT_BASE_ADDR);
 225
 226     PrintDebug("apic %u: (init_apic_state): msr=0x%llx\n",id, apic->base_addr_msr.value);
 227
 228     PrintDebug("apic %u: (init_apic_state): Sizeof Interrupt Request Register %d, should be 32\n",
 229                id, (uint_t)sizeof(apic->int_req_reg));
 230
 231     memset(apic->int_req_reg, 0, sizeof(apic->int_req_reg));
 232     memset(apic->int_svc_reg, 0, sizeof(apic->int_svc_reg));
 233     memset(apic->int_en_reg, 0xff, sizeof(apic->int_en_reg));
 234     memset(apic->trig_mode_reg, 0, sizeof(apic->trig_mode_reg));
 235
 236     apic->eoi = 0x00000000;
 237     apic->rem_rd_data = 0x00000000;
 238     apic->tmr_init_cnt = 0x00000000;
 239     apic->tmr_cur_cnt = 0x00000000;
 240
 241     apic->lapic_id.val = id;
 242
 243     apic->ipi_state = INIT;
 244
 245     // The P6 has 6 LVT entries, so we set the value to (6-1)...
 246     apic->apic_ver.val = 0x80050010;
 247
 248     apic->task_prio.val = 0x00000000;
 249     apic->arb_prio.val = 0x00000000;
 250     apic->proc_prio.val = 0x00000000;
 251     apic->log_dst.val = 0x00000000;
 252     apic->dst_fmt.val = 0xffffffff;
 253     apic->spurious_int.val = 0x000000ff;
 254     apic->err_status.val = 0x00000000;
 255     apic->int_cmd.val = 0x0000000000000000LL;
 256     apic->tmr_vec_tbl.val = 0x00010000;
 257     apic->therm_loc_vec_tbl.val = 0x00010000;
 258     apic->perf_ctr_loc_vec_tbl.val = 0x00010000;
 259     apic->lint0_vec_tbl.val = 0x00010000;
 260     apic->lint1_vec_tbl.val = 0x00010000;
 261     apic->err_vec_tbl.val = 0x00010000;
 262     apic->tmr_div_cfg.val = 0x00000000;
 263     //apic->ext_apic_feature.val = 0x00000007;
 264     apic->ext_apic_feature.val = 0x00040007;
 265     apic->ext_apic_ctrl.val = 0x00000000;
 266     apic->spec_eoi.val = 0x00000000;
 267
 268     v3_lock_init(&(apic->lock));
 269 }
 270
 271
 272
 273
 274 static int read_apic_msr(struct guest_info * core, uint_t msr, v3_msr_t * dst, void * priv_data) {
 275     struct apic_dev_state * apic_dev = (struct apic_dev_state *)priv_data;
 276     struct apic_state * apic = &(apic_dev->apics[core->cpu_id]);
 277
 278     PrintDebug("apic %u: core %u: MSR read\n", apic->lapic_id.val, core->cpu_id);
 279     v3_lock(apic->lock);
 280     dst->value = apic->base_addr;
 281     v3_unlock(apic->lock);
 282     return 0;
 283 }
 284
 285
 286 static int write_apic_msr(struct guest_info * core, uint_t msr, v3_msr_t src, void * priv_data) {
 287     struct apic_dev_state * apic_dev = (struct apic_dev_state *)priv_data;
 288     struct apic_state * apic = &(apic_dev->apics[core->cpu_id]);
 289     struct v3_mem_region * old_reg = v3_get_mem_region(core->vm_info, core->cpu_id, apic->base_addr);
 290
 291
 292     PrintDebug("apic %u: core %u: MSR write\n", apic->lapic_id.val, core->cpu_id);
 293
 294     if (old_reg == NULL) {
 295         // uh oh...
 296         PrintError("apic %u: core %u: APIC Base address region does not exit...\n",
 297                    apic->lapic_id.val, core->cpu_id);
 298         return -1;
 299     }
 300
 301     v3_lock(apic->lock);
 302
 303     v3_delete_mem_region(core->vm_info, old_reg);
 304
 305     apic->base_addr = src.value;
 306
 307     if (v3_hook_full_mem(core->vm_info, core->cpu_id, apic->base_addr, apic->base_addr + PAGE_SIZE_4KB, apic_read, apic_write, apic_dev) == -1) {
 308         PrintError("apic %u: core %u: Could not hook new APIC Base address\n",
 309                    apic->lapic_id.val, core->cpu_id);
 310         v3_unlock(apic->lock);
 311         return -1;
 312     }
 313
 314     v3_unlock(apic->lock);
 315     return 0;
 316 }
 317
 318
 319 // irq_num is the bit offset into a 256 bit buffer...
 320 static int activate_apic_irq(struct apic_state * apic, uint32_t irq_num) {
 321     int major_offset = (irq_num & ~0x00000007) >> 3;
 322     int minor_offset = irq_num & 0x00000007;
 323     uint8_t * req_location = apic->int_req_reg + major_offset;
 324     uint8_t * en_location = apic->int_en_reg + major_offset;
 325     uint8_t flag = 0x1 << minor_offset;
 326
 327
 328
 329     if (irq_num <= 15) {
 330 //      PrintError("apic %u: core ?: Attempting to raise an invalid interrupt: %d\n", apic->lapic_id.val,irq_num);
 331         return -1;
 332     }
 333
 334
 335     PrintDebug("apic %u: core ?: Raising APIC IRQ %d\n", apic->lapic_id.val, irq_num);
 336
 337     if (*req_location & flag) {
 338         //V3_Print("Interrupts coallescing\n");
 339     }
 340
 341     if (*en_location & flag) {
 342         *req_location |= flag;
 343     } else {
 344         PrintDebug("apic %u: core ?: Interrupt  not enabled... %.2x\n",
 345                    apic->lapic_id.val, *en_location);
 346         return 0;
 347     }
 348
 349     return 0;
 350 }
 351
 352
 353
 354 static int get_highest_isr(struct apic_state * apic) {
 355     int i = 0, j = 0;
 356
 357     // We iterate backwards to find the highest priority
 358     for (i = 31; i >= 0; i--) {
 359         uint8_t  * svc_major = apic->int_svc_reg + i;
 360
 361         if ((*svc_major) & 0xff) {
 362             for (j = 7; j >= 0; j--) {
 363                 uint8_t flag = 0x1 << j;
 364                 if ((*svc_major) & flag) {
 365                     return ((i * 8) + j);
 366                 }
 367             }
 368         }
 369     }
 370
 371     return -1;
 372 }
 373
 374
 375
 376 static int get_highest_irr(struct apic_state * apic) {
 377     int i = 0, j = 0;
 378
 379     // We iterate backwards to find the highest priority
 380     for (i = 31; i >= 0; i--) {
 381         uint8_t  * req_major = apic->int_req_reg + i;
 382
 383         if ((*req_major) & 0xff) {
 384             for (j = 7; j >= 0; j--) {
 385                 uint8_t flag = 0x1 << j;
 386                 if ((*req_major) & flag) {
 387                     return ((i * 8) + j);
 388                 }
 389             }
 390         }
 391     }
 392
 393     return -1;
 394 }
 395
 396
 397
 398
 399 static int apic_do_eoi(struct apic_state * apic) {
 400     int isr_irq = get_highest_isr(apic);
 401
 402     if (isr_irq != -1) {
 403         int major_offset = (isr_irq & ~0x00000007) >> 3;
 404         int minor_offset = isr_irq & 0x00000007;
 405         uint8_t flag = 0x1 << minor_offset;
 406         uint8_t * svc_location = apic->int_svc_reg + major_offset;
 407
 408         PrintDebug("apic %u: core ?: Received APIC EOI for IRQ %d\n", apic->lapic_id.val,isr_irq);
 409
 410         *svc_location &= ~flag;
 411
 412 #ifdef CONFIG_CRAY_XT
 413
 414         if ((isr_irq == 238) ||
 415             (isr_irq == 239)) {
 416             PrintDebug("apic %u: core ?: Acking IRQ %d\n", apic->lapic_id.val,isr_irq);
 417         }
 418
 419         if (isr_irq == 238) {
 420             V3_ACK_IRQ(238);
 421         }
 422 #endif
 423     } else {
 424         //PrintError("apic %u: core ?: Spurious EOI...\n",apic->lapic_id.val);
 425     }
 426
 427     return 0;
 428 }
 429
 430
 431 static int activate_internal_irq(struct apic_state * apic, apic_irq_type_t int_type) {
 432     uint32_t vec_num = 0;
 433     uint32_t del_mode = 0;
 434     int masked = 0;
 435
 436
 437     switch (int_type) {
 438         case APIC_TMR_INT:
 439             vec_num = apic->tmr_vec_tbl.vec;
 440             del_mode = APIC_FIXED_DELIVERY;
 441             masked = apic->tmr_vec_tbl.mask;
 442             break;
 443         case APIC_THERM_INT:
 444             vec_num = apic->therm_loc_vec_tbl.vec;
 445             del_mode = apic->therm_loc_vec_tbl.msg_type;
 446             masked = apic->therm_loc_vec_tbl.mask;
 447             break;
 448         case APIC_PERF_INT:
 449             vec_num = apic->perf_ctr_loc_vec_tbl.vec;
 450             del_mode = apic->perf_ctr_loc_vec_tbl.msg_type;
 451             masked = apic->perf_ctr_loc_vec_tbl.mask;
 452             break;
 453         case APIC_LINT0_INT:
 454             vec_num = apic->lint0_vec_tbl.vec;
 455             del_mode = apic->lint0_vec_tbl.msg_type;
 456             masked = apic->lint0_vec_tbl.mask;
 457             break;
 458         case APIC_LINT1_INT:
 459             vec_num = apic->lint1_vec_tbl.vec;
 460             del_mode = apic->lint1_vec_tbl.msg_type;
 461             masked = apic->lint1_vec_tbl.mask;
 462             break;
 463         case APIC_ERR_INT:
 464             vec_num = apic->err_vec_tbl.vec;
 465             del_mode = APIC_FIXED_DELIVERY;
 466             masked = apic->err_vec_tbl.mask;
 467             break;
 468         default:
 469             PrintError("apic %u: core ?: Invalid APIC interrupt type\n", apic->lapic_id.val);
 470             return -1;
 471     }
 472
 473     // interrupt is masked, don't send
 474     if (masked == 1) {
 475         PrintDebug("apic %u: core ?: Inerrupt is masked\n", apic->lapic_id.val);
 476         return 0;
 477     }
 478
 479     if (del_mode == APIC_FIXED_DELIVERY) {
 480         //PrintDebug("Activating internal APIC IRQ %d\n", vec_num);
 481         return activate_apic_irq(apic, vec_num);
 482     } else {
 483         PrintError("apic %u: core ?: Unhandled Delivery Mode\n", apic->lapic_id.val);
 484         return -1;
 485     }
 486 }
 487
 488
 489
 490 static inline int should_deliver_cluster_ipi(struct guest_info * dst_core,
 491                                              struct apic_state * dst_apic, uint8_t mda) {
 492
 493     if  ( ((mda & 0xf0) == (dst_apic->log_dst.dst_log_id & 0xf0)) &&     // (I am in the cluster and
 494           ((mda & 0x0f) & (dst_apic->log_dst.dst_log_id & 0x0f)) ) {  //  I am in the set)
 495
 496         PrintDebug("apic %u core %u: accepting clustered IRQ (mda 0x%x == log_dst 0x%x)\n",
 497                    dst_apic->lapic_id.val, dst_core->cpu_id, mda,
 498                    dst_apic->log_dst.dst_log_id);
 499
 500         return 1;
 501     } else {
 502         PrintDebug("apic %u core %u: rejecting clustered IRQ (mda 0x%x != log_dst 0x%x)\n",
 503                    dst_apic->lapic_id.val, dst_core->cpu_id, mda, dst_
 504                    dst_apic->log_dst.dst_log_id);
 505         return 0;
 506     }
 507 }
 508
 509 static inline int should_deliver_flat_ipi(struct guest_info * dst_core,
 510                                           struct apic_state * dst_apic, uint8_t mda) {
 511
 512     if (dst_apic->log_dst.dst_log_id & mda) {  // I am in the set
 513
 514         PrintDebug("apic %u core %u: accepting flat IRQ (mda 0x%x == log_dst 0x%x)\n",
 515                    dst_apic->lapic_id.val, dst_core->cpu_id, mda,
 516                    dst_apic->log_dst.dst_log_id);
 517       return 1;
 518   } else {
 519         PrintDebug("apic %u core %u: rejecting flat IRQ (mda 0x%x != log_dst 0x%x)\n",
 520                    dst_apic->lapic_id.val, dst_core->cpu_id, mda,
 521                    dst_apic->log_dst.dst_log_id);
 522       return 0;
 523   }
 524 }
 525
 526
 527
 528 static int should_deliver_ipi(struct guest_info * dst_core,
 529                               struct apic_state * dst_apic, uint8_t mda) {
 530
 531     if (mda == 0xff) {
 532         // always deliver broadcast
 533         return 1;
 534     }
 535
 536     if (dst_apic->dst_fmt.model == 0xf) {
 537         return should_deliver_cluster_ipi(dst_core, dst_apic, mda);
 538     } else if (dst_apic->dst_fmt.model == 0x0) {
 539         return should_deliver_flat_ipi(dst_core, dst_apic, mda);
 540     } else {
 541         PrintError("apic %u core %u: invalid destination format register value 0x%x for logical mode delivery.\n",
 542                    dst_apic->lapic_id.val, dst_core->cpu_id, dst_apic->dst_fmt.model);
 543         return -1;
 544     }
 545 }
 546
 547
 548 static int deliver_ipi(struct guest_info * core,
 549                        struct apic_state * src_apic,
 550                        struct apic_state * dst_apic,
 551                        uint32_t vector, uint8_t del_mode) {
 552
 553     struct guest_info * dst_core = dst_apic->core;
 554
 555     switch (del_mode) {
 556
 557         case 0:  //fixed
 558         case 1: // lowest priority
 559             PrintDebug(" delivering IRQ to core %u\n", dst_core->cpu_id);
 560
 561             activate_apic_irq(dst_apic, vector);
 562
 563             if (dst_apic != src_apic) {
 564                 // Assume core # is same as logical processor for now
 565                 // TODO FIX THIS FIX THIS
 566                 // THERE SHOULD BE:  guestapicid->virtualapicid map,
 567                 //                   cpu_id->logical processor map
 568                 //     host maitains logical proc->phsysical proc
 569                 PrintDebug(" non-local core, forcing it to exit\n");
 570
 571                 v3_interrupt_cpu(core->vm_info, dst_core->cpu_id, 0);
 572             }
 573
 574             break;
 575         case 5: { //INIT
 576
 577             PrintDebug(" INIT delivery to core %u\n", dst_core->cpu_id);
 578
 579             // TODO: any APIC reset on dest core (shouldn't be needed, but not sure...)
 580
 581             // Sanity check
 582             if (dst_apic->ipi_state != INIT) {
 583                 PrintError(" Warning: core %u is not in INIT state (mode = %d), ignored\n",
 584                            dst_core->cpu_id, dst_core->cpu_mode);
 585                 // Only a warning, since INIT INIT SIPI is common
 586                 break;
 587             }
 588
 589             // We transition the target core to SIPI state
 590             dst_apic->ipi_state = SIPI;  // note: locking should not be needed here
 591
 592             // That should be it since the target core should be
 593             // waiting in host on this transition
 594             // either it's on another core or on a different preemptive thread
 595             // in both cases, it will quickly notice this transition
 596             // in particular, we should not need to force an exit here
 597
 598             PrintDebug(" INIT delivery done\n");
 599
 600             break;
 601         }
 602         case 6: { //SIPI
 603
 604             // Sanity check
 605             if (dst_apic->ipi_state != SIPI) {
 606                 PrintError(" core %u is not in SIPI state (mode = %d), ignored!\n",
 607                            dst_core->cpu_id, dst_core->cpu_mode);
 608                 break;
 609             }
 610
 611             // Write the RIP, CS, and descriptor
 612             // assume the rest is already good to go
 613             //
 614             // vector VV -> rip at 0
 615             //              CS = VV00
 616             //  This means we start executing at linear address VV000
 617             //
 618             // So the selector needs to be VV00
 619             // and the base needs to be VV000
 620             //
 621             dst_core->rip = 0;
 622             dst_core->segments.cs.selector = vector << 8;
 623             dst_core->segments.cs.limit = 0xffff;
 624             dst_core->segments.cs.base = vector << 12;
 625
 626             PrintDebug(" SIPI delivery (0x%x -> 0x%x:0x0) to core %u\n",
 627                        vec, dst_core->segments.cs.selector, dst_core->cpu_id);
 628             // Maybe need to adjust the APIC?
 629
 630             // We transition the target core to SIPI state
 631             dst_core->core_run_state = CORE_RUNNING;  // note: locking should not be needed here
 632             dst_apic->ipi_state = STARTED;
 633
 634             // As with INIT, we should not need to do anything else
 635
 636             PrintDebug(" SIPI delivery done\n");
 637
 638             break;
 639         }
 640         case 2: // SMI
 641         case 3: // reserved
 642         case 4: // NMI
 643         case 7: // ExtInt
 644         default:
 645             PrintError("IPI %d delivery is unsupported\n", del_mode);
 646             return -1;
 647     }
 648
 649     return 0;
 650
 651 }
 652
 653
 654 static int route_ipi(struct guest_info * core, struct apic_dev_state * apic_dev,
 655                      struct apic_state * src_apic,  uint32_t icr_val) {
 656     struct int_cmd_reg * icr = (struct int_cmd_reg *)&icr_val;
 657     struct apic_state * dest_apic = NULL;
 658
 659     PrintDebug("icc_bus: icc_bus=%p, src_apic=%u, icr_data=%llx, extirq=%u\n",
 660                icc_bus, src_apic, icr_data, extirq);
 661
 662
 663     // initial sanity checks
 664     if (src_apic == NULL) {
 665         PrintError("icc_bus: Apparently sending from unregistered apic id=%d\n",
 666                    src_apic->core->cpu_id);
 667         return -1;
 668     }
 669
 670
 671     if ((icr->dst_mode == 0) && (icr->dst >= apic_dev->num_apics)) {
 672         PrintError("icc_bus: Attempted send to unregistered apic id=%u\n",
 673                    icr->dst);
 674         return -1;
 675     }
 676
 677     dest_apic =  &(apic_dev->apics[icr->dst]);
 678
 679
 680     PrintDebug("icc_bus: IPI %s %u from %s %u to %s %s %u (icr=0x%llx, extirq=%u)\n",
 681                deliverymode_str[icr->del_mode],
 682                icr->vec,
 683                (src_apic == state->ioapic_id) ? "ioapic" : "apic",
 684                src_apic,
 685                (icr->dst_mode == 0) ? "(physical)" : "(logical)",
 686                shorthand_str[icr->dst_shorthand],
 687                icr->dst,
 688                icr->val,
 689                extirq);
 690
 691
 692     switch (icr->dst_shorthand) {
 693
 694         case 0:  // no shorthand
 695             if (icr->dst_mode == 0) {
 696                 // physical delivery
 697
 698                 if (deliver_ipi(core, src_apic, dest_apic,
 699                                 icr->vec, icr->del_mode) == -1) {
 700                     PrintError("Error: Could not deliver IPI\n");
 701                     return -1;
 702                 }
 703
 704             } else {
 705                 // logical delivery
 706                 int i;
 707                 uint8_t mda = icr->dst;
 708
 709                 for (i = 0; i < apic_dev->num_apics; i++) {
 710                      dest_apic = &(apic_dev->apics[i]);
 711                      int del_flag = should_deliver_ipi(dest_apic->core, dest_apic, mda);
 712
 713                      if (del_flag == -1) {
 714                          PrintError("Error checking delivery mode\n");
 715                          return -1;
 716                      } else if (del_flag == 1) {
 717                         if (deliver_ipi(core, src_apic, dest_apic,
 718                                         icr->vec, icr->del_mode) == -1) {
 719                             PrintError("Error: Could not deliver IPI\n");
 720                             return -1;
 721                         }
 722                     }
 723                 }
 724             }
 725
 726             break;
 727
 728         case 1:  // self
 729
 730             if (icr->dst_mode == 0) {
 731                 if (deliver_ipi(core, src_apic, src_apic, icr->vec, icr->del_mode) == -1) {
 732                     PrintError("Could not deliver IPI\n");
 733                     return -1;
 734                 }
 735             } else {
 736                 // logical delivery
 737                 PrintError("icc_bus: use of logical delivery in self is not yet supported.\n");
 738                 return -1;
 739             }
 740             break;
 741
 742         case 2:
 743         case 3: { // all and all-but-me
 744             // assuming that logical verus physical doesn't matter
 745             // although it is odd that both are used
 746             int i;
 747
 748             for (i = 0; i < apic_dev->num_apics; i++) {
 749                 dest_apic = &(apic_dev->apics[i]);
 750
 751                 if ((dest_apic != src_apic) || (icr->dst_shorthand == 2)) {
 752                     if (deliver_ipi(core, src_apic, dest_apic, icr->vec, icr->del_mode) == -1) {
 753                         PrintError("Error: Could not deliver IPI\n");
 754                         return -1;
 755                     }
 756                 }
 757             }
 758
 759             break;
 760         }
 761         default:
 762             PrintError("Error routing IPI, invalid Mode (%d)\n", icr->dst_shorthand);
 763             return -1;
 764     }
 765
 766
 767     return 0;
 768 }
 769
 770
 771
 772 static int apic_read(struct guest_info * core, addr_t guest_addr, void * dst, uint_t length, void * priv_data) {
 773     struct apic_dev_state * apic_dev = (struct apic_dev_state *)(priv_data);
 774     struct apic_state * apic = &(apic_dev->apics[core->cpu_id]);
 775     addr_t reg_addr  = guest_addr - apic->base_addr;
 776     struct apic_msr * msr = (struct apic_msr *)&(apic->base_addr_msr.value);
 777     uint32_t val = 0;
 778
 779
 780     PrintDebug("apic %u: core %u: at %p: Read apic address space (%p)\n",
 781                apic->lapic_id.val, core->cpu_id, apic, (void *)guest_addr);
 782
 783     if (msr->apic_enable == 0) {
 784         PrintError("apic %u: core %u: Read from APIC address space with disabled APIC, apic msr=0x%llx\n",
 785                    apic->lapic_id.val, core->cpu_id, apic->base_addr_msr.value);
 786
 787         return -1;
 788     }
 789
 790
 791     /* Because "May not be supported" doesn't matter to Linux developers... */
 792     /*   if (length != 4) { */
 793     /*     PrintError("Invalid apic read length (%d)\n", length); */
 794     /*     return -1; */
 795     /*   } */
 796
 797     switch (reg_addr & ~0x3) {
 798         case EOI_OFFSET:
 799             // Well, only an idiot would read from a architectural write only register
 800             // Oh, Hello Linux.
 801             //    PrintError("Attempting to read from write only register\n");
 802             //    return -1;
 803             break;
 804
 805             // data registers
 806         case APIC_ID_OFFSET:
 807             val = apic->lapic_id.val;
 808             break;
 809         case APIC_VERSION_OFFSET:
 810             val = apic->apic_ver.val;
 811             break;
 812         case TPR_OFFSET:
 813             val = apic->task_prio.val;
 814             break;
 815         case APR_OFFSET:
 816             val = apic->arb_prio.val;
 817             break;
 818         case PPR_OFFSET:
 819             val = apic->proc_prio.val;
 820             break;
 821         case REMOTE_READ_OFFSET:
 822             val = apic->rem_rd_data;
 823             break;
 824         case LDR_OFFSET:
 825             val = apic->log_dst.val;
 826             break;
 827         case DFR_OFFSET:
 828             val = apic->dst_fmt.val;
 829             break;
 830         case SPURIOUS_INT_VEC_OFFSET:
 831             val = apic->spurious_int.val;
 832             break;
 833         case ESR_OFFSET:
 834             val = apic->err_status.val;
 835             break;
 836         case TMR_LOC_VEC_TBL_OFFSET:
 837             val = apic->tmr_vec_tbl.val;
 838             break;
 839         case LINT0_VEC_TBL_OFFSET:
 840             val = apic->lint0_vec_tbl.val;
 841             break;
 842         case LINT1_VEC_TBL_OFFSET:
 843             val = apic->lint1_vec_tbl.val;
 844             break;
 845         case ERR_VEC_TBL_OFFSET:
 846             val = apic->err_vec_tbl.val;
 847             break;
 848         case TMR_INIT_CNT_OFFSET:
 849             val = apic->tmr_init_cnt;
 850             break;
 851         case TMR_DIV_CFG_OFFSET:
 852             val = apic->tmr_div_cfg.val;
 853             break;
 854
 855         case IER_OFFSET0:
 856             val = *(uint32_t *)(apic->int_en_reg);
 857             break;
 858         case IER_OFFSET1:
 859             val = *(uint32_t *)(apic->int_en_reg + 4);
 860             break;
 861         case IER_OFFSET2:
 862             val = *(uint32_t *)(apic->int_en_reg + 8);
 863             break;
 864         case IER_OFFSET3:
 865             val = *(uint32_t *)(apic->int_en_reg + 12);
 866             break;
 867         case IER_OFFSET4:
 868             val = *(uint32_t *)(apic->int_en_reg + 16);
 869             break;
 870         case IER_OFFSET5:
 871             val = *(uint32_t *)(apic->int_en_reg + 20);
 872             break;
 873         case IER_OFFSET6:
 874             val = *(uint32_t *)(apic->int_en_reg + 24);
 875             break;
 876         case IER_OFFSET7:
 877             val = *(uint32_t *)(apic->int_en_reg + 28);
 878             break;
 879
 880         case ISR_OFFSET0:
 881             val = *(uint32_t *)(apic->int_svc_reg);
 882             break;
 883         case ISR_OFFSET1:
 884             val = *(uint32_t *)(apic->int_svc_reg + 4);
 885             break;
 886         case ISR_OFFSET2:
 887             val = *(uint32_t *)(apic->int_svc_reg + 8);
 888             break;
 889         case ISR_OFFSET3:
 890             val = *(uint32_t *)(apic->int_svc_reg + 12);
 891             break;
 892         case ISR_OFFSET4:
 893             val = *(uint32_t *)(apic->int_svc_reg + 16);
 894             break;
 895         case ISR_OFFSET5:
 896             val = *(uint32_t *)(apic->int_svc_reg + 20);
 897             break;
 898         case ISR_OFFSET6:
 899             val = *(uint32_t *)(apic->int_svc_reg + 24);
 900             break;
 901         case ISR_OFFSET7:
 902             val = *(uint32_t *)(apic->int_svc_reg + 28);
 903             break;
 904
 905         case TRIG_OFFSET0:
 906             val = *(uint32_t *)(apic->trig_mode_reg);
 907             break;
 908         case TRIG_OFFSET1:
 909             val = *(uint32_t *)(apic->trig_mode_reg + 4);
 910             break;
 911         case TRIG_OFFSET2:
 912             val = *(uint32_t *)(apic->trig_mode_reg + 8);
 913             break;
 914         case TRIG_OFFSET3:
 915             val = *(uint32_t *)(apic->trig_mode_reg + 12);
 916             break;
 917         case TRIG_OFFSET4:
 918             val = *(uint32_t *)(apic->trig_mode_reg + 16);
 919             break;
 920         case TRIG_OFFSET5:
 921             val = *(uint32_t *)(apic->trig_mode_reg + 20);
 922             break;
 923         case TRIG_OFFSET6:
 924             val = *(uint32_t *)(apic->trig_mode_reg + 24);
 925             break;
 926         case TRIG_OFFSET7:
 927             val = *(uint32_t *)(apic->trig_mode_reg + 28);
 928             break;
 929
 930         case IRR_OFFSET0:
 931             val = *(uint32_t *)(apic->int_req_reg);
 932             break;
 933         case IRR_OFFSET1:
 934             val = *(uint32_t *)(apic->int_req_reg + 4);
 935             break;
 936         case IRR_OFFSET2:
 937             val = *(uint32_t *)(apic->int_req_reg + 8);
 938             break;
 939         case IRR_OFFSET3:
 940             val = *(uint32_t *)(apic->int_req_reg + 12);
 941             break;
 942         case IRR_OFFSET4:
 943             val = *(uint32_t *)(apic->int_req_reg + 16);
 944             break;
 945         case IRR_OFFSET5:
 946             val = *(uint32_t *)(apic->int_req_reg + 20);
 947             break;
 948         case IRR_OFFSET6:
 949             val = *(uint32_t *)(apic->int_req_reg + 24);
 950             break;
 951         case IRR_OFFSET7:
 952             val = *(uint32_t *)(apic->int_req_reg + 28);
 953             break;
 954         case TMR_CUR_CNT_OFFSET:
 955             val = apic->tmr_cur_cnt;
 956             break;
 957
 958             // We are not going to implement these....
 959         case THERM_LOC_VEC_TBL_OFFSET:
 960             val = apic->therm_loc_vec_tbl.val;
 961             break;
 962         case PERF_CTR_LOC_VEC_TBL_OFFSET:
 963             val = apic->perf_ctr_loc_vec_tbl.val;
 964             break;
 965
 966
 967
 968             // handled registers
 969         case INT_CMD_LO_OFFSET:
 970             val = apic->int_cmd.lo;
 971             break;
 972         case INT_CMD_HI_OFFSET:
 973             val = apic->int_cmd.hi;
 974             break;
 975
 976             // handle current timer count
 977
 978             // Unhandled Registers
 979         case EXT_INT_LOC_VEC_TBL_OFFSET0:
 980             val = apic->ext_intr_vec_tbl[0].val;
 981             break;
 982         case EXT_INT_LOC_VEC_TBL_OFFSET1:
 983             val = apic->ext_intr_vec_tbl[1].val;
 984             break;
 985         case EXT_INT_LOC_VEC_TBL_OFFSET2:
 986             val = apic->ext_intr_vec_tbl[2].val;
 987             break;
 988         case EXT_INT_LOC_VEC_TBL_OFFSET3:
 989             val = apic->ext_intr_vec_tbl[3].val;
 990             break;
 991
 992
 993         case EXT_APIC_FEATURE_OFFSET:
 994         case EXT_APIC_CMD_OFFSET:
 995         case SEOI_OFFSET:
 996
 997         default:
 998             PrintError("apic %u: core %u: Read from Unhandled APIC Register: %x (getting zero)\n",
 999                        apic->lapic_id.val, core->cpu_id, (uint32_t)reg_addr);
1000             return -1;
1001     }
1002
1003
1004     if (length == 1) {
1005         uint_t byte_addr = reg_addr & 0x3;
1006         uint8_t * val_ptr = (uint8_t *)dst;
1007
1008         *val_ptr = *(((uint8_t *)&val) + byte_addr);
1009
1010     } else if ((length == 2) &&
1011                ((reg_addr & 0x3) == 0x3)) {
1012         uint_t byte_addr = reg_addr & 0x3;
1013         uint16_t * val_ptr = (uint16_t *)dst;
1014         *val_ptr = *(((uint16_t *)&val) + byte_addr);
1015
1016     } else if (length == 4) {
1017         uint32_t * val_ptr = (uint32_t *)dst;
1018         *val_ptr = val;
1019
1020     } else {
1021         PrintError("apic %u: core %u: Invalid apic read length (%d)\n",
1022                    apic->lapic_id.val, core->cpu_id, length);
1023         return -1;
1024     }
1025
1026     PrintDebug("apic %u: core %u: Read finished (val=%x)\n",
1027                apic->lapic_id.val, core->cpu_id, *(uint32_t *)dst);
1028
1029     return length;
1030 }
1031
1032
1033 /**
1034  *
1035  */
1036 static int apic_write(struct guest_info * core, addr_t guest_addr, void * src, uint_t length, void * priv_data) {
1037     struct apic_dev_state * apic_dev = (struct apic_dev_state *)(priv_data);
1038     struct apic_state * apic = &(apic_dev->apics[core->cpu_id]);
1039     addr_t reg_addr  = guest_addr - apic->base_addr;
1040     struct apic_msr * msr = (struct apic_msr *)&(apic->base_addr_msr.value);
1041     uint32_t op_val = *(uint32_t *)src;
1042
1043     PrintDebug("apic %u: core %u: at %p and priv_data is at %p\n",
1044                apic->lapic_id.val, core->cpu_id, apic, priv_data);
1045
1046     PrintDebug("Write to address space (%p) (val=%x)\n",
1047                (void *)guest_addr, *(uint32_t *)src);
1048
1049     if (msr->apic_enable == 0) {
1050         PrintError("apic %u: core %u: Write to APIC address space with disabled APIC, apic msr=0x%llx\n",
1051                    apic->lapic_id.val, core->cpu_id, apic->base_addr_msr.value);
1052         return -1;
1053     }
1054
1055
1056     if (length != 4) {
1057         PrintError("apic %u: core %u: Invalid apic write length (%d)\n",
1058                    apic->lapic_id.val, length, core->cpu_id);
1059         return -1;
1060     }
1061
1062     switch (reg_addr) {
1063         case REMOTE_READ_OFFSET:
1064         case APIC_VERSION_OFFSET:
1065         case APR_OFFSET:
1066         case IRR_OFFSET0:
1067         case IRR_OFFSET1:
1068         case IRR_OFFSET2:
1069         case IRR_OFFSET3:
1070         case IRR_OFFSET4:
1071         case IRR_OFFSET5:
1072         case IRR_OFFSET6:
1073         case IRR_OFFSET7:
1074         case ISR_OFFSET0:
1075         case ISR_OFFSET1:
1076         case ISR_OFFSET2:
1077         case ISR_OFFSET3:
1078         case ISR_OFFSET4:
1079         case ISR_OFFSET5:
1080         case ISR_OFFSET6:
1081         case ISR_OFFSET7:
1082         case TRIG_OFFSET0:
1083         case TRIG_OFFSET1:
1084         case TRIG_OFFSET2:
1085         case TRIG_OFFSET3:
1086         case TRIG_OFFSET4:
1087         case TRIG_OFFSET5:
1088         case TRIG_OFFSET6:
1089         case TRIG_OFFSET7:
1090         case PPR_OFFSET:
1091         case EXT_APIC_FEATURE_OFFSET:
1092
1093             PrintError("apic %u: core %u: Attempting to write to read only register %p (error)\n",
1094                        apic->lapic_id.val, core->cpu_id, (void *)reg_addr);
1095             //  return -1;
1096
1097             break;
1098
1099             // Data registers
1100         case APIC_ID_OFFSET:
1101             PrintDebug("apic %u: core %u: my id is being changed to %u\n",
1102                        apic->lapic_id.val, core->cpu_id, op_val);
1103
1104             apic->lapic_id.val = op_val;
1105             break;
1106         case TPR_OFFSET:
1107             apic->task_prio.val = op_val;
1108             break;
1109         case LDR_OFFSET:
1110             PrintDebug("apic %u: core %u: setting log_dst.val to 0x%x\n",
1111                        apic->lapic_id.val, core->cpu_id, op_val);
1112             apic->log_dst.val = op_val;
1113             break;
1114         case DFR_OFFSET:
1115             apic->dst_fmt.val = op_val;
1116             break;
1117         case SPURIOUS_INT_VEC_OFFSET:
1118             apic->spurious_int.val = op_val;
1119             break;
1120         case ESR_OFFSET:
1121             apic->err_status.val = op_val;
1122             break;
1123         case TMR_LOC_VEC_TBL_OFFSET:
1124             apic->tmr_vec_tbl.val = op_val;
1125             break;
1126         case THERM_LOC_VEC_TBL_OFFSET:
1127             apic->therm_loc_vec_tbl.val = op_val;
1128             break;
1129         case PERF_CTR_LOC_VEC_TBL_OFFSET:
1130             apic->perf_ctr_loc_vec_tbl.val = op_val;
1131             break;
1132         case LINT0_VEC_TBL_OFFSET:
1133             apic->lint0_vec_tbl.val = op_val;
1134             break;
1135         case LINT1_VEC_TBL_OFFSET:
1136             apic->lint1_vec_tbl.val = op_val;
1137             break;
1138         case ERR_VEC_TBL_OFFSET:
1139             apic->err_vec_tbl.val = op_val;
1140             break;
1141         case TMR_INIT_CNT_OFFSET:
1142             apic->tmr_init_cnt = op_val;
1143             apic->tmr_cur_cnt = op_val;
1144             break;
1145         case TMR_CUR_CNT_OFFSET:
1146             apic->tmr_cur_cnt = op_val;
1147             break;
1148         case TMR_DIV_CFG_OFFSET:
1149             apic->tmr_div_cfg.val = op_val;
1150             break;
1151
1152
1153             // Enable mask (256 bits)
1154         case IER_OFFSET0:
1155             *(uint32_t *)(apic->int_en_reg) = op_val;
1156             break;
1157         case IER_OFFSET1:
1158             *(uint32_t *)(apic->int_en_reg + 4) = op_val;
1159             break;
1160         case IER_OFFSET2:
1161             *(uint32_t *)(apic->int_en_reg + 8) = op_val;
1162             break;
1163         case IER_OFFSET3:
1164             *(uint32_t *)(apic->int_en_reg + 12) = op_val;
1165             break;
1166         case IER_OFFSET4:
1167             *(uint32_t *)(apic->int_en_reg + 16) = op_val;
1168             break;
1169         case IER_OFFSET5:
1170             *(uint32_t *)(apic->int_en_reg + 20) = op_val;
1171             break;
1172         case IER_OFFSET6:
1173             *(uint32_t *)(apic->int_en_reg + 24) = op_val;
1174             break;
1175         case IER_OFFSET7:
1176             *(uint32_t *)(apic->int_en_reg + 28) = op_val;
1177             break;
1178
1179         case EXT_INT_LOC_VEC_TBL_OFFSET0:
1180             apic->ext_intr_vec_tbl[0].val = op_val;
1181             break;
1182         case EXT_INT_LOC_VEC_TBL_OFFSET1:
1183             apic->ext_intr_vec_tbl[1].val = op_val;
1184             break;
1185         case EXT_INT_LOC_VEC_TBL_OFFSET2:
1186             apic->ext_intr_vec_tbl[2].val = op_val;
1187             break;
1188         case EXT_INT_LOC_VEC_TBL_OFFSET3:
1189             apic->ext_intr_vec_tbl[3].val = op_val;
1190             break;
1191
1192
1193             // Action Registers
1194         case EOI_OFFSET:
1195             // do eoi
1196             apic_do_eoi(apic);
1197             break;
1198
1199         case INT_CMD_LO_OFFSET:
1200             apic->int_cmd.lo = op_val;
1201
1202             PrintDebug("apic %u: core %u: sending cmd 0x%llx to apic %u\n",
1203                        apic->lapic_id.val, core->cpu_id,
1204                        apic->int_cmd.val, apic->int_cmd.dst);
1205
1206             if (route_ipi(core, apic_dev, apic, apic->int_cmd.val) == -1) {
1207                 PrintError("IPI Routing failure\n");
1208                 return -1;
1209             }
1210
1211             break;
1212
1213         case INT_CMD_HI_OFFSET:
1214             apic->int_cmd.hi = op_val;
1215             break;
1216
1217
1218         // Unhandled Registers
1219         case EXT_APIC_CMD_OFFSET:
1220         case SEOI_OFFSET:
1221         default:
1222             PrintError("apic %u: core %u: Write to Unhandled APIC Register: %x (ignored)\n",
1223                        apic->lapic_id.val, core->cpu_id, (uint32_t)reg_addr);
1224
1225             return -1;
1226     }
1227
1228     PrintDebug("apic %u: core %u: Write finished\n", apic->lapic_id.val, core->cpu_id);
1229
1230     return length;
1231 }
1232
1233
1234
1235 /* Interrupt Controller Functions */
1236
1237 // returns 1 if an interrupt is pending, 0 otherwise
1238 static int apic_intr_pending(struct guest_info * core, void * private_data) {
1239     struct apic_dev_state * apic_dev = (struct apic_dev_state *)(private_data);
1240     struct apic_state * apic = &(apic_dev->apics[core->cpu_id]);
1241     int req_irq = get_highest_irr(apic);
1242     int svc_irq = get_highest_isr(apic);
1243
1244     //    PrintDebug("apic %u: core %u: req_irq=%d, svc_irq=%d\n",apic->lapic_id.val,info->cpu_id,req_irq,svc_irq);
1245
1246     if ((req_irq >= 0) &&
1247         (req_irq > svc_irq)) {
1248         return 1;
1249     }
1250
1251     return 0;
1252 }
1253
1254 static int apic_get_intr_number(struct guest_info * core, void * private_data) {
1255     struct apic_dev_state * apic_dev = (struct apic_dev_state *)(private_data);
1256     struct apic_state * apic = &(apic_dev->apics[core->cpu_id]);
1257     int req_irq = get_highest_irr(apic);
1258     int svc_irq = get_highest_isr(apic);
1259
1260     if (svc_irq == -1) {
1261         return req_irq;
1262     } else if (svc_irq < req_irq) {
1263         return req_irq;
1264     }
1265
1266     return -1;
1267 }
1268
1269
1270 int v3_apic_raise_intr(struct v3_vm_info * vm, struct vm_device * dev,
1271                        uint32_t irq, uint32_t dst) {
1272     struct apic_dev_state * apic_dev = (struct apic_dev_state *)(dev->private_data);
1273     struct apic_state * apic = &(apic_dev->apics[dst]);
1274
1275     activate_apic_irq(apic, irq);
1276
1277     if (V3_Get_CPU() != dst) {
1278         v3_interrupt_cpu(vm, dst, 0);
1279     }
1280
1281     return 0;
1282 }
1283
1284
1285
1286 static int apic_begin_irq(struct guest_info * core, void * private_data, int irq) {
1287     struct apic_dev_state * apic_dev = (struct apic_dev_state *)(private_data);
1288     struct apic_state * apic = &(apic_dev->apics[core->cpu_id]);
1289     int major_offset = (irq & ~0x00000007) >> 3;
1290     int minor_offset = irq & 0x00000007;
1291     uint8_t * req_location = apic->int_req_reg + major_offset;
1292     uint8_t * svc_location = apic->int_svc_reg + major_offset;
1293     uint8_t flag = 0x01 << minor_offset;
1294
1295     if (*req_location & flag) {
1296         // we will only pay attention to a begin irq if we
1297         // know that we initiated it!
1298         *svc_location |= flag;
1299         *req_location &= ~flag;
1300     } else {
1301         // do nothing...
1302         PrintDebug("apic %u: core %u: begin irq for %d ignored since I don't own it\n",
1303                    apic->lapic_id.val, info->cpu_id, irq);
1304     }
1305
1306     return 0;
1307 }
1308
1309
1310
1311
1312 /* Timer Functions */
1313 static void apic_update_time(struct guest_info * core,
1314                              uint64_t cpu_cycles, uint64_t cpu_freq,
1315                              void * priv_data) {
1316     struct apic_dev_state * apic_dev = (struct apic_dev_state *)(priv_data);
1317     struct apic_state * apic = &(apic_dev->apics[core->cpu_id]);
1318
1319     // The 32 bit GCC runtime is a pile of shit
1320 #ifdef __V3_64BIT__
1321     uint64_t tmr_ticks = 0;
1322 #else
1323     uint32_t tmr_ticks = 0;
1324 #endif
1325
1326     uint8_t tmr_div = *(uint8_t *)&(apic->tmr_div_cfg.val);
1327     uint_t shift_num = 0;
1328
1329
1330     // Check whether this is true:
1331     //   -> If the Init count is zero then the timer is disabled
1332     //      and doesn't just blitz interrupts to the CPU
1333     if ((apic->tmr_init_cnt == 0) ||
1334         ( (apic->tmr_vec_tbl.tmr_mode == APIC_TMR_ONESHOT) &&
1335           (apic->tmr_cur_cnt == 0))) {
1336         //PrintDebug("apic %u: core %u: APIC timer not yet initialized\n",apic->lapic_id.val,info->cpu_id);
1337         return;
1338     }
1339
1340
1341     switch (tmr_div) {
1342         case APIC_TMR_DIV1:
1343             shift_num = 0;
1344             break;
1345         case APIC_TMR_DIV2:
1346             shift_num = 1;
1347             break;
1348         case APIC_TMR_DIV4:
1349             shift_num = 2;
1350             break;
1351         case APIC_TMR_DIV8:
1352             shift_num = 3;
1353             break;
1354         case APIC_TMR_DIV16:
1355             shift_num = 4;
1356             break;
1357         case APIC_TMR_DIV32:
1358             shift_num = 5;
1359             break;
1360         case APIC_TMR_DIV64:
1361             shift_num = 6;
1362             break;
1363         case APIC_TMR_DIV128:
1364             shift_num = 7;
1365             break;
1366         default:
1367             PrintError("apic %u: core %u: Invalid Timer Divider configuration\n",
1368                        apic->lapic_id.val, core->cpu_id);
1369             return;
1370     }
1371
1372     tmr_ticks = cpu_cycles >> shift_num;
1373     //    PrintDebug("Timer Ticks: %p\n", (void *)tmr_ticks);
1374
1375     if (tmr_ticks < apic->tmr_cur_cnt) {
1376         apic->tmr_cur_cnt -= tmr_ticks;
1377     } else {
1378         tmr_ticks -= apic->tmr_cur_cnt;
1379         apic->tmr_cur_cnt = 0;
1380
1381         // raise irq
1382         PrintDebug("apic %u: core %u: Raising APIC Timer interrupt (periodic=%d) (icnt=%d) (div=%d)\n",
1383                    apic->lapic_id.val, info->cpu_id,
1384                    apic->tmr_vec_tbl.tmr_mode, apic->tmr_init_cnt, shift_num);
1385
1386         if (apic_intr_pending(core, priv_data)) {
1387             PrintDebug("apic %u: core %u: Overriding pending IRQ %d\n",
1388                        apic->lapic_id.val, info->cpu_id,
1389                        apic_get_intr_number(info, priv_data));
1390         }
1391
1392         if (activate_internal_irq(apic, APIC_TMR_INT) == -1) {
1393             PrintError("apic %u: core %u: Could not raise Timer interrupt\n",
1394                        apic->lapic_id.val, core->cpu_id);
1395         }
1396
1397         if (apic->tmr_vec_tbl.tmr_mode == APIC_TMR_PERIODIC) {
1398             tmr_ticks = tmr_ticks % apic->tmr_init_cnt;
1399             apic->tmr_cur_cnt = apic->tmr_init_cnt - tmr_ticks;
1400         }
1401     }
1402
1403
1404 }
1405
1406
1407 static struct intr_ctrl_ops intr_ops = {
1408     .intr_pending = apic_intr_pending,
1409     .get_intr_number = apic_get_intr_number,
1410     .begin_irq = apic_begin_irq,
1411 };
1412
1413
1414 static struct vm_timer_ops timer_ops = {
1415     .update_timer = apic_update_time,
1416 };
1417
1418
1419
1420
1421 static int apic_free(struct vm_device * dev) {
1422
1423     /* TODO: This should crosscall to force an unhook on each CPU */
1424
1425     //   struct apic_state * apic = (struct apic_state *)dev->private_data;
1426
1427     v3_unhook_msr(dev->vm, BASE_ADDR_MSR);
1428
1429     return 0;
1430 }
1431
1432
1433 static struct v3_device_ops dev_ops = {
1434     .free = apic_free,
1435     .reset = NULL,
1436     .start = NULL,
1437     .stop = NULL,
1438 };
1439
1440
1441
1442
1443
1444 static int apic_init(struct v3_vm_info * vm, v3_cfg_tree_t * cfg) {
1445     char * dev_id = v3_cfg_val(cfg, "ID");
1446     struct apic_dev_state * apic_dev = NULL;
1447     int i = 0;
1448
1449     PrintDebug("apic: creating an APIC for each core\n");
1450
1451     apic_dev = (struct apic_dev_state *)V3_Malloc(sizeof(struct apic_dev_state) +
1452                                                   sizeof(struct apic_state) * vm->num_cores);
1453
1454     apic_dev->num_apics = vm->num_cores;
1455
1456     struct vm_device * dev = v3_allocate_device(dev_id, &dev_ops, apic_dev);
1457
1458     if (v3_attach_device(vm, dev) == -1) {
1459         PrintError("apic: Could not attach device %s\n", dev_id);
1460         return -1;
1461     }
1462
1463
1464     for (i = 0; i < vm->num_cores; i++) {
1465         struct apic_state * apic = &(apic_dev->apics[i]);
1466         struct guest_info * core = &(vm->cores[i]);
1467
1468         apic->core = core;
1469
1470         init_apic_state(apic, i);
1471
1472         v3_register_intr_controller(core, &intr_ops, apic_dev);
1473
1474         v3_add_timer(core, &timer_ops, apic_dev);
1475
1476         v3_hook_full_mem(vm, core->cpu_id, apic->base_addr, apic->base_addr + PAGE_SIZE_4KB, apic_read, apic_write, apic_dev);
1477
1478         PrintDebug("apic %u: (setup device): done, my id is %u\n", i, apic->lapic_id.val);
1479     }
1480
1481 #ifdef CONFIG_DEBUG_APIC
1482     for (i = 0; i < vm->num_cores; i++) {
1483         struct apic_state * apic = &(apic_dev->apics[i]);
1484         PrintDebug("apic: sanity check: apic %u (at %p) has id %u and msr value %llx\n",
1485                    i, apic, apic->lapic_id.val, apic->base_addr_msr.value);
1486     }
1487 #endif
1488
1489
1490     PrintDebug("apic: priv_data is at %p\n", apic_dev);
1491
1492     v3_hook_msr(vm, BASE_ADDR_MSR, read_apic_msr, write_apic_msr, apic_dev);
1493
1494     return 0;
1495 }
1496
1497
1498
1499 device_register("LAPIC", apic_init)