Adding support for the Local APIC Timer (requires some hacks)
[tpg/acess2.git] / Kernel / arch / x86 / proc.c
index 45c5a56..065e6de 100644 (file)
 // Base is 1193182
 #define TIMER_DIVISOR  11931   //~100Hz
 
+// === TYPES ===
+#if USE_MP
+typedef struct sCPU
+{
+       Uint8   APICID;
+       Uint8   State;  // 0: Unavaliable, 1: Idle, 2: Active
+       Uint16  Resvd;
+       tThread *Current;
+}      tCPU;
+#endif
+
 // === IMPORTS ===
 extern tGDT    gGDT[];
 extern tIDT    gIDT[];
-extern void APStartup();       // 16-bit AP startup code
-extern Uint    GetEIP();       // start.asm
+extern void APWait(void);      // 16-bit AP pause code
+extern void APStartup(void);   // 16-bit AP startup code
+extern Uint    GetEIP(void);   // start.asm
+extern int     GetCPUNum(void);        // start.asm
 extern Uint32  gaInitPageDir[1024];    // start.asm
 extern void    Kernel_Stack_Top;
 extern tSpinlock       glThreadListLock;
@@ -36,40 +49,43 @@ extern tThread      *gActiveThreads;
 extern tThread *gSleepingThreads;
 extern tThread *gDeleteThreads;
 extern tThread *Threads_GetNextToRun(int CPU);
-extern void    Threads_Dump();
+extern void    Threads_Dump(void);
 extern tThread *Threads_CloneTCB(Uint *Err, Uint Flags);
-extern void    Isr8(); // Double Fault
-extern void    Proc_ReturnToUser();
+extern void    Isr8(void);     // Double Fault
+extern void    Proc_ReturnToUser(void);
 
 // === PROTOTYPES ===
-void   ArchThreads_Init();
+void   ArchThreads_Init(void);
 #if USE_MP
 void   MP_StartAP(int CPU);
 void   MP_SendIPI(Uint8 APICID, int Vector, int DeliveryMode);
 #endif
-void   Proc_Start();
-tThread        *Proc_GetCurThread();
-void   Proc_ChangeStack();
+void   Proc_Start(void);
+tThread        *Proc_GetCurThread(void);
+void   Proc_ChangeStack(void);
  int   Proc_Clone(Uint *Err, Uint Flags);
 void   Proc_StartProcess(Uint16 SS, Uint Stack, Uint Flags, Uint16 CS, Uint IP);
 void   Proc_CallFaultHandler(tThread *Thread);
-void   Proc_Scheduler();
+void   Proc_Scheduler(int CPU);
 
 // === GLOBALS ===
 // --- Multiprocessing ---
 #if USE_MP
 volatile int   giNumInitingCPUs = 0;
 tMPInfo        *gMPFloatPtr = NULL;
+Uint32 giMP_TimerCount;        // Start Count for Local APIC Timer
 tAPIC  *gpMP_LocalAPIC = NULL;
 Uint8  gaAPIC_to_CPU[256] = {0};
 tCPU   gaCPUs[MAX_CPUS];
+tTSS   gaTSSs[MAX_CPUS];       // TSS Array
+ int   giProc_BootProcessorID = 0;
 #else
 tThread        *gCurrentThread = NULL;
 #endif
 #if USE_PAE
 Uint32 *gPML4s[4] = NULL;
 #endif
-tTSS   *gTSSs = NULL;
+tTSS   *gTSSs = NULL;  // Pointer to TSS array
 tTSS   gTSS0 = {0};
 // --- Error Recovery ---
 char   gaDoubleFaultStack[1024];
@@ -86,10 +102,10 @@ tTSS       gDoubleFault_TSS = {
 
 // === CODE ===
 /**
- * \fn void ArchThreads_Init()
+ * \fn void ArchThreads_Init(void)
  * \brief Starts the process scheduler
  */
-void ArchThreads_Init()
+void ArchThreads_Init(void)
 {
        Uint    pos = 0;
        
@@ -169,7 +185,7 @@ void ArchThreads_Init()
                Log("\t.ExtendedTableChecksum = 0x%02x", mptable->ExtendedTableChecksum);
                Log("}");
                
-               gpMP_LocalAPIC = (void*)MM_MapHWPage(mptable->LocalAPICMemMap, 1);
+               gpMP_LocalAPIC = (void*)MM_MapHWPages(mptable->LocalAPICMemMap, 1);
                
                ents = mptable->Entries;
                giNumCPUs = 0;
@@ -206,10 +222,9 @@ void ArchThreads_Init()
                                gaCPUs[giNumCPUs].State = 0;
                                giNumCPUs ++;
                                
-                               // Send IPI
-                               if( !(ents->Proc.CPUFlags & 2) )
-                               {
-                                       MP_StartAP( giNumCPUs-1 );
+                               // Set BSP Variable
+                               if( ents->Proc.CPUFlags & 2 ) {
+                                       giProc_BootProcessorID = giNumCPUs-1;
                                }
                                
                                break;
@@ -217,7 +232,7 @@ void ArchThreads_Init()
                                entSize = 8;
                                Log("%i: Bus", i);
                                Log("\t.ID = %i", ents->Bus.ID);
-                               Log("\t.TypeString = '%6c'", ents->Bus.TypeString);
+                               Log("\t.TypeString = '%6C'", ents->Bus.TypeString);
                                break;
                        case 2: // I/O APIC
                                entSize = 8;
@@ -258,11 +273,7 @@ void ArchThreads_Init()
                        Warning("Too many CPUs detected (%i), only using %i of them", giNumCPUs, MAX_CPUS);
                        giNumCPUs = MAX_CPUS;
                }
-       
-               while( giNumInitingCPUs )
-                       MM_FinishVirtualInit();
-               
-               Panic("Uh oh... MP Table Parsing is unimplemented\n");
+               gTSSs = gaTSSs;
        }
        else {
                Log("No MP Table was found, assuming uniprocessor\n");
@@ -276,26 +287,26 @@ void ArchThreads_Init()
        #endif
        
        // Initialise Double Fault TSS
-       /*
-       gGDT[5].LimitLow = sizeof(tTSS);
-       gGDT[5].LimitHi = 0;
-       gGDT[5].Access = 0x89;  // Type
-       gGDT[5].Flags = 0x4;
-       */
        gGDT[5].BaseLow = (Uint)&gDoubleFault_TSS & 0xFFFF;
        gGDT[5].BaseMid = (Uint)&gDoubleFault_TSS >> 16;
        gGDT[5].BaseHi = (Uint)&gDoubleFault_TSS >> 24;
        
-       Log_Debug("Proc", "gIDT[8] = {OffsetLo:%04x, CS:%04x, Flags:%04x, OffsetHi:%04x}", 
-               gIDT[8].OffsetLo, gIDT[8].CS, gIDT[8].Flags, gIDT[8].OffsetHi);
+       // Set double fault IDT to use the new TSS
        gIDT[8].OffsetLo = 0;
        gIDT[8].CS = 5<<3;
        gIDT[8].Flags = 0x8500;
        gIDT[8].OffsetHi = 0;
-       Log_Debug("Proc", "gIDT[8] = {OffsetLo:%04x, CS:%04x, Flags:%04x, OffsetHi:%04x}", 
-               gIDT[8].OffsetLo, gIDT[8].CS, gIDT[8].Flags, gIDT[8].OffsetHi);
        
-       //__asm__ __volatile__ ("xchg %bx, %bx");
+       // Set timer frequency
+       outb(0x43, 0x34);       // Set Channel 0, Low/High, Rate Generator
+       outb(0x40, TIMER_DIVISOR&0xFF); // Low Byte of Divisor
+       outb(0x40, (TIMER_DIVISOR>>8)&0xFF);    // High Byte
+       // Get the count setting for APIC timer
+       Log("Determining APIC Count");
+       __asm__ __volatile__ ("sti");
+       while( giMP_TimerCount == 0 )   __asm__ __volatile__ ("hlt");
+       __asm__ __volatile__ ("cli");
+       Log("APIC Count %i\n", giMP_TimerCount);
        
        #if USE_MP
        // Initialise Normal TSS(s)
@@ -311,13 +322,25 @@ void ArchThreads_Init()
                gGDT[6+pos].BaseHi = ((Uint)(&gTSSs[pos])) >> 24;
        #if USE_MP
        }
-       for(pos=0;pos<giNumCPUs;pos++) {
-       #endif
-               __asm__ __volatile__ ("ltr %%ax"::"a"(0x30+pos*8));
-       #if USE_MP
+       
+       // Start APs
+       for( pos = 0; pos < giNumCPUs; pos ++ )
+       {
+               gaCPUs[pos].Current = NULL;
+               if( pos != giProc_BootProcessorID ) {
+                       MP_StartAP( pos );
+               }
        }
+       
+       Log("Waiting for APs to come up\n");
+       while( giNumInitingCPUs )       __asm__ __volatile__ ("hlt");
+       MM_FinishVirtualInit();
+       //Panic("Uh oh... MP Table Parsing is unimplemented\n");
        #endif
        
+       // Load the BSP's TSS
+       __asm__ __volatile__ ("ltr %%ax"::"a"(0x30));
+       
        #if USE_MP
        gaCPUs[0].Current = &gThreadZero;
        #else
@@ -332,11 +355,6 @@ void ArchThreads_Init()
        gThreadZero.MemState.CR3 = (Uint)gaInitPageDir - KERNEL_BASE;
        #endif
        
-       // Set timer frequency
-       outb(0x43, 0x34);       // Set Channel 0, Low/High, Rate Generator
-       outb(0x40, TIMER_DIVISOR&0xFF); // Low Byte of Divisor
-       outb(0x40, (TIMER_DIVISOR>>8)&0xFF);    // High Byte
-       
        // Create Per-Process Data Block
        MM_Allocate(MM_PPD_CFG);
        
@@ -348,58 +366,79 @@ void ArchThreads_Init()
 void MP_StartAP(int CPU)
 {
        Log("Starting AP %i (APIC %i)", CPU, gaCPUs[CPU].APICID);
+       
        // Set location of AP startup code and mark for a warm restart
-       *(Uint16*)(KERNEL_BASE|0x467) = (Uint)&APStartup - (KERNEL_BASE|0xFFFF0);
+       *(Uint16*)(KERNEL_BASE|0x467) = (Uint)&APWait - (KERNEL_BASE|0xFFFF0);
        *(Uint16*)(KERNEL_BASE|0x469) = 0xFFFF;
        outb(0x70, 0x0F);       outb(0x71, 0x0A);       // Warm Reset
-       MP_SendIPI(gaCPUs[CPU].APICID, 0, 5);
+       MP_SendIPI(gaCPUs[CPU].APICID, 0, 5);   // Init IPI
+       
+       // Delay
+       inb(0x80); inb(0x80); inb(0x80); inb(0x80);
+       
+       // TODO: Use a better address, preferably registered with the MM
+       // - MM_AllocDMA mabye?
+       // Create a far jump
+       *(Uint8*)(KERNEL_BASE|0x11000) = 0xEA;  // Far JMP
+       *(Uint16*)(KERNEL_BASE|0x11001) = (Uint)&APStartup - (KERNEL_BASE|0xFFFF0);     // IP
+       *(Uint16*)(KERNEL_BASE|0x11003) = 0xFFFF;       // CS
+       // Send a Startup-IPI to make the CPU execute at 0x11000 (which we
+       // just filled)
+       MP_SendIPI(gaCPUs[CPU].APICID, 0x11, 6);        // StartupIPI
+       
        giNumInitingCPUs ++;
 }
 
+/**
+ * \brief Send an Inter-Processor Interrupt
+ * \param APICID       Processor's Local APIC ID
+ * \param Vector       Argument of some kind
+ * \param DeliveryMode Type of signal?
+ */
 void MP_SendIPI(Uint8 APICID, int Vector, int DeliveryMode)
 {
-       Uint32  addr = (Uint)gpMP_LocalAPIC + 0x300;
        Uint32  val;
        
        // Hi
        val = (Uint)APICID << 24;
-       Log("*%p = 0x%08x", addr+0x10, val);
-       *(Uint32*)(addr+0x10) = val;
+       Log("*%p = 0x%08x", &gpMP_LocalAPIC->ICR[1], val);
+       gpMP_LocalAPIC->ICR[1].Val = val;
        // Low (and send)
        val = ((DeliveryMode & 7) << 8) | (Vector & 0xFF);
-       Log("*%p = 0x%08x", addr, val);
-       *(Uint32*)addr = val;
+       Log("*%p = 0x%08x", &gpMP_LocalAPIC->ICR[0], val);
+       gpMP_LocalAPIC->ICR[0].Val = val;
 }
 #endif
 
 /**
- * \fn void Proc_Start()
+ * \fn void Proc_Start(void)
  * \brief Start process scheduler
  */
-void Proc_Start()
+void Proc_Start(void)
 {
        // Start Interrupts (and hence scheduler)
        __asm__ __volatile__("sti");
 }
 
 /**
- * \fn tThread *Proc_GetCurThread()
+ * \fn tThread *Proc_GetCurThread(void)
  * \brief Gets the current thread
  */
-tThread *Proc_GetCurThread()
+tThread *Proc_GetCurThread(void)
 {
        #if USE_MP
-       return gaCPUs[ gaAPIC_to_CPU[gpMP_LocalAPIC->ID.Val&0xFF] ].Current;
+       //return gaCPUs[ gaAPIC_to_CPU[gpMP_LocalAPIC->ID.Val&0xFF] ].Current;
+       return gaCPUs[ GetCPUNum() ].Current;
        #else
        return gCurrentThread;
        #endif
 }
 
 /**
- * \fn void Proc_ChangeStack()
+ * \fn void Proc_ChangeStack(void)
  * \brief Swaps the current stack for a new one (in the proper stack reigon)
  */
-void Proc_ChangeStack()
+void Proc_ChangeStack(void)
 {
        Uint    esp, ebp;
        Uint    tmpEbp, oldEsp;
@@ -517,10 +556,10 @@ int Proc_Clone(Uint *Err, Uint Flags)
 }
 
 /**
- * \fn int Proc_SpawnWorker()
+ * \fn int Proc_SpawnWorker(void)
  * \brief Spawns a new worker thread
  */
-int Proc_SpawnWorker()
+int Proc_SpawnWorker(void)
 {
        tThread *new, *cur;
        Uint    eip, esp, ebp;
@@ -565,10 +604,10 @@ int Proc_SpawnWorker()
 }
 
 /**
- * \fn Uint Proc_MakeUserStack()
+ * \fn Uint Proc_MakeUserStack(void)
  * \brief Creates a new user stack
  */
-Uint Proc_MakeUserStack()
+Uint Proc_MakeUserStack(void)
 {
         int    i;
        Uint    base = USER_STACK_TOP - USER_STACK_SZ;
@@ -581,13 +620,12 @@ Uint Proc_MakeUserStack()
        if(i != -1)     return 0;
        
        // Allocate Stack - Allocate incrementally to clean up MM_Dump output
-       for( i = 0; i < USER_STACK_SZ/4069; i++ )
+       for( i = 0; i < USER_STACK_SZ/0x1000; i++ )
                MM_Allocate( base + (i<<12) );
        
        return base + USER_STACK_SZ;
 }
 
-
 /**
  * \fn void Proc_StartUser(Uint Entrypoint, Uint *Bases, int ArgC, char **ArgV, char **EnvP, int DataSize)
  * \brief Starts a user task
@@ -599,19 +637,30 @@ void Proc_StartUser(Uint Entrypoint, Uint *Bases, int ArgC, char **ArgV, char **
        Uint    delta;
        Uint16  ss, cs;
        
-       LOG("stack = 0x%x", stack);
+       //Log("stack = %p", stack);
        
        // Copy Arguments
-       stack = (void*)( (Uint)stack - DataSize );
+       stack -= DataSize/sizeof(*stack);
        memcpy( stack, ArgV, DataSize );
        
-       // Adjust Arguments and environment
-       delta = (Uint)stack - (Uint)ArgV;
-       ArgV = (char**)stack;
-       for( i = 0; ArgV[i]; i++ )      ArgV[i] += delta;
-       i ++;
-       EnvP = &ArgV[i];
-       for( i = 0; EnvP[i]; i++ )      EnvP[i] += delta;
+       //Log("stack = %p", stack);
+       
+       if( DataSize )
+       {
+               // Adjust Arguments and environment
+               delta = (Uint)stack - (Uint)ArgV;
+               ArgV = (char**)stack;
+               for( i = 0; ArgV[i]; i++ )
+                       ArgV[i] += delta;
+               i ++;
+               
+               // Do we care about EnvP?
+               if( EnvP ) {
+                       EnvP = &ArgV[i];
+                       for( i = 0; EnvP[i]; i++ )
+                               EnvP[i] += delta;
+               }
+       }
        
        // User Mode Segments
        ss = 0x23;      cs = 0x1B;
@@ -784,6 +833,8 @@ void Proc_Scheduler(int CPU)
        gCurrentThread = thread;
        #endif
        
+       //Log("CPU = %i", CPU);
+       
        // Update Kernel Stack pointer
        gTSSs[CPU].ESP0 = thread->KernelStack-4;
        

UCC git Repository :: git.ucc.asn.au