sys/arm/arm/mp_machdep.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
   3  *
   4  * Copyright (c) 2011 Semihalf.
   5  * All rights reserved.
   6  *
   7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  * modification, are permitted provided that the following conditions
   9  * are met:
  10  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  12  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  14  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  15  *
  16  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  17  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  18  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  19  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  20  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  21  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  22  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  23  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  24  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  25  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  26  * SUCH DAMAGE.
  27  */
  28 #include "opt_ddb.h"
  29
  30 #include <sys/cdefs.h>
  31 __FBSDID("$FreeBSD$");
  32 #include <sys/param.h>
  33 #include <sys/systm.h>
  34 #include <sys/bus.h>
  35 #include <sys/kernel.h>
  36 #include <sys/lock.h>
  37 #include <sys/mutex.h>
  38 #include <sys/proc.h>
  39 #include <sys/pcpu.h>
  40 #include <sys/sched.h>
  41 #include <sys/smp.h>
  42 #include <sys/ktr.h>
  43 #include <sys/malloc.h>
  44
  45 #include <vm/vm.h>
  46 #include <vm/vm_extern.h>
  47 #include <vm/vm_kern.h>
  48 #include <vm/pmap.h>
  49
  50 #include <machine/armreg.h>
  51 #include <machine/cpu.h>
  52 #include <machine/cpufunc.h>
  53 #include <machine/debug_monitor.h>
  54 #include <machine/smp.h>
  55 #include <machine/pcb.h>
  56 #include <machine/intr.h>
  57 #include <machine/vmparam.h>
  58 #ifdef VFP
  59 #include <machine/vfp.h>
  60 #endif
  61 #ifdef CPU_MV_PJ4B
  62 #include <arm/mv/mvwin.h>
  63 #endif
  64
  65 /* used to hold the AP's until we are ready to release them */
  66 struct mtx ap_boot_mtx;
  67 struct pcb stoppcbs[MAXCPU];
  68
  69 /* # of Applications processors */
  70 volatile int mp_naps;
  71
  72 /* Set to 1 once we're ready to let the APs out of the pen. */
  73 volatile int aps_ready = 0;
  74
  75 void set_stackptrs(int cpu);
  76
  77 /* Temporary variables for init_secondary()  */
  78 void *dpcpu[MAXCPU - 1];
  79
  80 /* Determine if we running MP machine */
  81 int
  82 cpu_mp_probe(void)
  83 {
  84
  85         KASSERT(mp_ncpus != 0, ("cpu_mp_probe: mp_ncpus is unset"));
  86
  87         CPU_SETOF(0, &all_cpus);
  88
  89         return (mp_ncpus > 1);
  90 }
  91
  92 /* Start Application Processor via platform specific function */
  93 static int
  94 check_ap(void)
  95 {
  96         uint32_t ms;
  97
  98         for (ms = 0; ms < 2000; ++ms) {
  99                 if ((mp_naps + 1) == mp_ncpus)
 100                         return (0);             /* success */
 101                 else
 102                         DELAY(1000);
 103         }
 104
 105         return (-2);
 106 }
 107
 108 /* Initialize and fire up non-boot processors */
 109 void
 110 cpu_mp_start(void)
 111 {
 112         int error, i;
 113
 114         mtx_init(&ap_boot_mtx, "ap boot", NULL, MTX_SPIN);
 115
 116         /* Reserve memory for application processors */
 117         for(i = 0; i < (mp_ncpus - 1); i++)
 118                 dpcpu[i] = (void *)kmem_malloc(DPCPU_SIZE, M_WAITOK | M_ZERO);
 119
 120         dcache_wbinv_poc_all();
 121
 122         /* Initialize boot code and start up processors */
 123         platform_mp_start_ap();
 124
 125         /*  Check if ap's started properly */
 126         error = check_ap();
 127         if (error)
 128                 printf("WARNING: Some AP's failed to start\n");
 129         else
 130                 for (i = 1; i < mp_ncpus; i++)
 131                         CPU_SET(i, &all_cpus);
 132 }
 133
 134 /* Introduce rest of cores to the world */
 135 void
 136 cpu_mp_announce(void)
 137 {
 138
 139 }
 140
 141 void
 142 init_secondary(int cpu)
 143 {
 144         struct pcpu *pc;
 145         uint32_t loop_counter;
 146
 147         pmap_set_tex();
 148         cpuinfo_reinit_mmu(pmap_kern_ttb);
 149         cpu_setup();
 150
 151         /* Provide stack pointers for other processor modes. */
 152         set_stackptrs(cpu);
 153
 154         enable_interrupts(PSR_A);
 155         pc = &__pcpu[cpu];
 156
 157         /*
 158          * pcpu_init() updates queue, so it should not be executed in parallel
 159          * on several cores
 160          */
 161         while(mp_naps < (cpu - 1))
 162                 ;
 163
 164         pcpu_init(pc, cpu, sizeof(struct pcpu));
 165         pc->pc_mpidr = cp15_mpidr_get() & 0xFFFFFF;
 166         dpcpu_init(dpcpu[cpu - 1], cpu);
 167 #if defined(DDB)
 168         dbg_monitor_init_secondary();
 169 #endif
 170         /* Signal our startup to BSP */
 171         atomic_add_rel_32(&mp_naps, 1);
 172
 173         /* Spin until the BSP releases the APs */
 174         while (!atomic_load_acq_int(&aps_ready)) {
 175 #if __ARM_ARCH >= 7
 176                 __asm __volatile("wfe");
 177 #endif
 178         }
 179
 180         /* Initialize curthread */
 181         KASSERT(PCPU_GET(idlethread) != NULL, ("no idle thread"));
 182         pc->pc_curthread = pc->pc_idlethread;
 183         pc->pc_curpcb = pc->pc_idlethread->td_pcb;
 184         set_curthread(pc->pc_idlethread);
 185 #ifdef VFP
 186         vfp_init();
 187 #endif
 188
 189         /* Configure the interrupt controller */
 190         intr_pic_init_secondary();
 191
 192         /* Apply possible BP hardening */
 193         cpuinfo_init_bp_hardening();
 194
 195         mtx_lock_spin(&ap_boot_mtx);
 196
 197         atomic_add_rel_32(&smp_cpus, 1);
 198
 199         if (smp_cpus == mp_ncpus) {
 200                 /* enable IPI's, tlb shootdown, freezes etc */
 201                 atomic_store_rel_int(&smp_started, 1);
 202         }
 203
 204         mtx_unlock_spin(&ap_boot_mtx);
 205
 206         loop_counter = 0;
 207         while (smp_started == 0) {
 208                 DELAY(100);
 209                 loop_counter++;
 210                 if (loop_counter == 1000)
 211                         CTR0(KTR_SMP, "AP still wait for smp_started");
 212         }
 213         /* Start per-CPU event timers. */
 214         cpu_initclocks_ap();
 215
 216         CTR0(KTR_SMP, "go into scheduler");
 217
 218         /* Enter the scheduler */
 219         sched_throw(NULL);
 220
 221         panic("scheduler returned us to %s", __func__);
 222         /* NOTREACHED */
 223 }
 224
 225 static void
 226 ipi_rendezvous(void *dummy __unused)
 227 {
 228
 229         CTR0(KTR_SMP, "IPI_RENDEZVOUS");
 230         smp_rendezvous_action();
 231 }
 232
 233 static void
 234 ipi_ast(void *dummy __unused)
 235 {
 236
 237         CTR0(KTR_SMP, "IPI_AST");
 238 }
 239
 240 static void
 241 ipi_stop(void *dummy __unused)
 242 {
 243         u_int cpu;
 244
 245         /*
 246          * IPI_STOP_HARD is mapped to IPI_STOP.
 247          */
 248         CTR0(KTR_SMP, "IPI_STOP or IPI_STOP_HARD");
 249
 250         cpu = PCPU_GET(cpuid);
 251         savectx(&stoppcbs[cpu]);
 252
 253         /*
 254          * CPUs are stopped when entering the debugger and at
 255          * system shutdown, both events which can precede a
 256          * panic dump.  For the dump to be correct, all caches
 257          * must be flushed and invalidated, but on ARM there's
 258          * no way to broadcast a wbinv_all to other cores.
 259          * Instead, we have each core do the local wbinv_all as
 260          * part of stopping the core.  The core requesting the
 261          * stop will do the l2 cache flush after all other cores
 262          * have done their l1 flushes and stopped.
 263          */
 264         dcache_wbinv_poc_all();
 265
 266         /* Indicate we are stopped */
 267         CPU_SET_ATOMIC(cpu, &stopped_cpus);
 268
 269         /* Wait for restart */
 270         while (!CPU_ISSET(cpu, &started_cpus))
 271                 cpu_spinwait();
 272
 273         CPU_CLR_ATOMIC(cpu, &started_cpus);
 274         CPU_CLR_ATOMIC(cpu, &stopped_cpus);
 275 #ifdef DDB
 276         dbg_resume_dbreg();
 277 #endif
 278         CTR0(KTR_SMP, "IPI_STOP (restart)");
 279 }
 280
 281 static void
 282 ipi_preempt(void *arg)
 283 {
 284         struct trapframe *oldframe;
 285         struct thread *td;
 286
 287         critical_enter();
 288         td = curthread;
 289         td->td_intr_nesting_level++;
 290         oldframe = td->td_intr_frame;
 291         td->td_intr_frame = (struct trapframe *)arg;
 292
 293         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_PREEMPT", __func__);
 294         sched_preempt(td);
 295
 296         td->td_intr_frame = oldframe;
 297         td->td_intr_nesting_level--;
 298         critical_exit();
 299 }
 300
 301 static void
 302 ipi_hardclock(void *arg)
 303 {
 304         struct trapframe *oldframe;
 305         struct thread *td;
 306
 307         critical_enter();
 308         td = curthread;
 309         td->td_intr_nesting_level++;
 310         oldframe = td->td_intr_frame;
 311         td->td_intr_frame = (struct trapframe *)arg;
 312
 313         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_HARDCLOCK", __func__);
 314         hardclockintr();
 315
 316         td->td_intr_frame = oldframe;
 317         td->td_intr_nesting_level--;
 318         critical_exit();
 319 }
 320
 321 static void
 322 release_aps(void *dummy __unused)
 323 {
 324         uint32_t loop_counter;
 325
 326         if (mp_ncpus == 1)
 327                 return;
 328
 329         intr_pic_ipi_setup(IPI_RENDEZVOUS, "rendezvous", ipi_rendezvous, NULL);
 330         intr_pic_ipi_setup(IPI_AST, "ast", ipi_ast, NULL);
 331         intr_pic_ipi_setup(IPI_STOP, "stop", ipi_stop, NULL);
 332         intr_pic_ipi_setup(IPI_PREEMPT, "preempt", ipi_preempt, NULL);
 333         intr_pic_ipi_setup(IPI_HARDCLOCK, "hardclock", ipi_hardclock, NULL);
 334
 335         atomic_store_rel_int(&aps_ready, 1);
 336         /* Wake the other threads up */
 337         dsb();
 338         sev();
 339
 340         printf("Release APs\n");
 341
 342         for (loop_counter = 0; loop_counter < 2000; loop_counter++) {
 343                 if (smp_started)
 344                         return;
 345                 DELAY(1000);
 346         }
 347         printf("AP's not started\n");
 348 }
 349
 350 SYSINIT(start_aps, SI_SUB_SMP, SI_ORDER_FIRST, release_aps, NULL);
 351
 352 struct cpu_group *
 353 cpu_topo(void)
 354 {
 355
 356         return (smp_topo_1level(CG_SHARE_L2, mp_ncpus, 0));
 357 }
 358
 359 void
 360 cpu_mp_setmaxid(void)
 361 {
 362
 363         platform_mp_setmaxid();
 364 }
 365
 366 /* Sending IPI */
 367 void
 368 ipi_all_but_self(u_int ipi)
 369 {
 370         cpuset_t other_cpus;
 371
 372         other_cpus = all_cpus;
 373         CPU_CLR(PCPU_GET(cpuid), &other_cpus);
 374         CTR2(KTR_SMP, "%s: ipi: %x", __func__, ipi);
 375         intr_ipi_send(other_cpus, ipi);
 376 }
 377
 378 void
 379 ipi_cpu(int cpu, u_int ipi)
 380 {
 381         cpuset_t cpus;
 382
 383         CPU_ZERO(&cpus);
 384         CPU_SET(cpu, &cpus);
 385
 386         CTR3(KTR_SMP, "%s: cpu: %d, ipi: %x", __func__, cpu, ipi);
 387         intr_ipi_send(cpus, ipi);
 388 }
 389
 390 void
 391 ipi_selected(cpuset_t cpus, u_int ipi)
 392 {
 393
 394         CTR2(KTR_SMP, "%s: ipi: %x", __func__, ipi);
 395         intr_ipi_send(cpus, ipi);
 396 }