smp_call_function's wait is split out
[akaros.git] / kern / apic.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2009 The Regents of the University of California
3  * See LICENSE for details.
4  */
5
6 #include <inc/mmu.h>
7 #include <inc/x86.h>
8 #include <inc/assert.h>
9
10 #include <kern/apic.h>
11
12 uint64_t tsc_freq = 0;
13
14 /*
15  * Remaps the Programmable Interrupt Controller to use IRQs 32-47
16  * http://wiki.osdev.org/PIC
17  * Not 100% on this stuff, after looking over 
18  * http://bochs.sourceforge.net/techspec/PORTS.LST  The cascading and other 
19  * stuff might need to be in one command, and after that all we are doing
20  * is toggling masks.
21  */
22 void pic_remap() 
23 {
24         // start initialization
25         outb(PIC1_CMD, 0x11);
26         outb(PIC2_CMD, 0x11);
27         // set new offsets
28         outb(PIC1_DATA, PIC1_OFFSET);
29         outb(PIC2_DATA, PIC2_OFFSET);
30         // set up cascading
31         outb(PIC1_DATA, 0x04);
32         outb(PIC2_DATA, 0x02);
33         // other stuff (put in 8086/88 mode, or whatever)
34         outb(PIC1_DATA, 0x01);
35         outb(PIC2_DATA, 0x01);
36         // set masks, defaulting to all masked for now
37         outb(PIC1_DATA, 0xff);
38         outb(PIC2_DATA, 0xff);
39 }
40
41 void pic_mask_irq(uint8_t irq)
42 {
43         if (irq > 7)
44                 outb(PIC2_DATA, inb(PIC2_DATA) | (1 << (irq - 8)));
45         else
46                 outb(PIC1_DATA, inb(PIC1_DATA) | (1 << irq));
47 }
48
49 void pic_unmask_irq(uint8_t irq)
50 {
51         if (irq > 7) {
52                 outb(PIC2_DATA, inb(PIC2_DATA) & ~(1 << (irq - 8)));
53                 outb(PIC1_DATA, inb(PIC1_DATA) & 0xfd); // make sure irq2 is unmasked
54         } else
55                 outb(PIC1_DATA, inb(PIC1_DATA) & ~(1 << irq));
56 }
57
58 /*
59  * Sets the LAPIC timer to go off after a certain number of ticks.  The primary
60  * clock freq is actually the bus clock, so we really will need to figure out
61  * the timing of the LAPIC timer via other timing.  For now, set it to a
62  * certain number of ticks, and specify an interrupt vector to send to the CPU.
63  * Unmasking is implied.  Ref SDM, 3A, 9.6.4
64  */
65 void lapic_set_timer(uint32_t ticks, uint8_t vector, bool periodic)
66 {
67         // divide the bus clock.  going with the max (128) for now (which is slow)
68         write_mmreg32(LAPIC_TIMER_DIVIDE, 0xa);
69         // set LVT with interrupt handling information
70         write_mmreg32(LAPIC_LVT_TIMER, vector | (periodic << 17));
71         write_mmreg32(LAPIC_TIMER_INIT, ticks);
72         // For debugging when we expand this
73         //cprintf("LAPIC LVT Timer: 0x%08x\n", read_mmreg32(LAPIC_LVT_TIMER));
74         //cprintf("LAPIC Init Count: 0x%08x\n", read_mmreg32(LAPIC_TIMER_INIT));
75         //cprintf("LAPIC Current Count: 0x%08x\n", read_mmreg32(LAPIC_TIMER_CURRENT));
76 }
77
78 uint32_t lapic_get_default_id(void)
79 {
80         uint32_t ebx;
81         cpuid(1, 0, &ebx, 0, 0);
82         // p6 family only uses 4 bits here, and 0xf is reserved for the IOAPIC
83         return (ebx & 0xFF000000) >> 24;
84 }
85
86 void timer_init(void){
87         uint64_t tscval[2];
88         pit_set_timer(0xffff, TIMER_RATEGEN);
89         // assume tsc exist
90         tscval[0] = read_tsc();
91         udelay_pit(1000000);
92         tscval[1] = read_tsc();
93         tsc_freq = tscval[1] - tscval[0];
94         cprintf("tsc_freq %lu\n", tsc_freq);
95 }
96
97 void pit_set_timer(uint32_t divisor, uint32_t mode)
98 {
99         if (divisor & 0xffff0000)
100                 warn("Divisor too large!");
101         mode = TIMER_SEL0|TIMER_16BIT|mode;
102         outb(TIMER_MODE, mode); 
103         outb(TIMER_CNTR0, divisor & 0xff);
104         outb(TIMER_CNTR0, (divisor >> 8) );
105         // cprintf("timer mode set to %d, divisor %d\n",mode, divisor);
106 }
107
108 static int getpit()
109 {
110     int high, low;
111         // TODO: need a lock to protect access to PIT
112
113     /* Select timer0 and latch counter value. */
114     outb(TIMER_MODE, TIMER_SEL0 | TIMER_LATCH);
115     
116     low = inb(TIMER_CNTR0);
117     high = inb(TIMER_CNTR0);
118
119     return ((high << 8) | low);
120 }
121
122 // forces cpu to relax for usec miliseconds
123 void udelay(uint64_t usec)
124 {
125         #if !defined(__BOCHS__)
126         if (tsc_freq != 0)
127         {
128                 uint64_t start, end, now;
129
130                 start = read_tsc();
131         end = start + (tsc_freq * usec) / 1000000;
132         //cprintf("start %llu, end %llu\n", start, end);
133                 if (end == 0) cprintf("This is terribly wrong \n");
134                 do {
135             cpu_relax();
136             now = read_tsc();
137                         //cprintf("now %llu\n", now);
138                 } while (now < end || (now > start && end < start));
139         return;
140
141         } else
142         #endif
143         {
144                 udelay_pit(usec);
145         }
146 }
147
148 void udelay_pit(uint64_t usec)
149 {
150         
151         int64_t delta, prev_tick, tick, ticks_left;
152         prev_tick = getpit();
153         /*
154          * Calculate (n * (i8254_freq / 1e6)) without using floating point
155          * and without any avoidable overflows.
156          */
157         if (usec <= 0)
158                 ticks_left = 0;
159         // some optimization from bsd code
160         else if (usec < 256)
161                 /*
162                  * Use fixed point to avoid a slow division by 1000000.
163                  * 39099 = 1193182 * 2^15 / 10^6 rounded to nearest.
164                  * 2^15 is the first power of 2 that gives exact results
165                  * for n between 0 and 256.
166                  */
167                 ticks_left = ((uint64_t)usec * 39099 + (1 << 15) - 1) >> 15;
168         else
169                 // round up the ticks left
170                 ticks_left = ((uint64_t)usec * (long long)PIT_FREQ+ 999999)
171                              / 1000000; 
172         while (ticks_left > 0) {
173                 tick = getpit();
174                 delta = prev_tick - tick;
175                 prev_tick = tick;
176                 if (delta < 0) {
177                         // counter looped around during the delta time period
178                         delta += 0xffff; // maximum count 
179                         if (delta < 0)
180                                 delta = 0;
181                 }
182                 ticks_left -= delta;
183         }
184 }