sys/ia64/ia64/mp_machdep.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2001-2005 Marcel Moolenaar
   3  * Copyright (c) 2000 Doug Rabson
   4  * All rights reserved.
   5  *
   6  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   7  * modification, are permitted provided that the following conditions
   8  * are met:
   9  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  10  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  11  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  13  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  14  *
  15  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  16  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  17  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  18  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  19  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  20  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  21  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  22  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  23  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  24  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  25  * SUCH DAMAGE.
  26  */
  27
  28 #include <sys/cdefs.h>
  29 __FBSDID("$FreeBSD$");
  30
  31 #include "opt_kstack_pages.h"
  32
  33 #include <sys/param.h>
  34 #include <sys/systm.h>
  35 #include <sys/ktr.h>
  36 #include <sys/proc.h>
  37 #include <sys/bus.h>
  38 #include <sys/kthread.h>
  39 #include <sys/lock.h>
  40 #include <sys/malloc.h>
  41 #include <sys/mutex.h>
  42 #include <sys/kernel.h>
  43 #include <sys/pcpu.h>
  44 #include <sys/sched.h>
  45 #include <sys/smp.h>
  46 #include <sys/sysctl.h>
  47 #include <sys/uuid.h>
  48
  49 #include <vm/vm.h>
  50 #include <vm/pmap.h>
  51 #include <vm/vm_extern.h>
  52 #include <vm/vm_kern.h>
  53
  54 #include <machine/atomic.h>
  55 #include <machine/cpu.h>
  56 #include <machine/fpu.h>
  57 #include <machine/intr.h>
  58 #include <machine/mca.h>
  59 #include <machine/md_var.h>
  60 #include <machine/pal.h>
  61 #include <machine/pcb.h>
  62 #include <machine/pmap.h>
  63 #include <machine/sal.h>
  64 #include <machine/smp.h>
  65 #include <i386/include/specialreg.h>
  66
  67 MALLOC_DEFINE(M_SMP, "SMP", "SMP related allocations");
  68
  69 void ia64_ap_startup(void);
  70
  71 #define LID_SAPIC_ID(x)         ((int)((x) >> 24) & 0xff)
  72 #define LID_SAPIC_EID(x)        ((int)((x) >> 16) & 0xff)
  73 #define LID_SAPIC_SET(id,eid)   (((id & 0xff) << 8 | (eid & 0xff)) << 16);
  74 #define LID_SAPIC_MASK          0xffff0000UL
  75
  76 /* Variables used by os_boot_rendez and ia64_ap_startup */
  77 struct pcpu *ap_pcpu;
  78 void *ap_stack;
  79 volatile int ap_delay;
  80 volatile int ap_awake;
  81 volatile int ap_spin;
  82
  83 static void cpu_mp_unleash(void *);
  84
  85 struct cpu_group *
  86 cpu_topo(void)
  87 {
  88
  89         return smp_topo_none();
  90 }
  91
  92 static void
  93 ia64_store_mca_state(void* arg)
  94 {
  95         unsigned int ncpu = (unsigned int)(uintptr_t)arg;
  96         struct thread* td;
  97
  98         /* ia64_mca_save_state() is CPU-sensitive, so bind ourself to our target CPU */
  99         td = curthread;
 100         thread_lock(td);
 101         sched_bind(td, ncpu);
 102         thread_unlock(td);
 103
 104         /*
 105          * Get and save the CPU specific MCA records. Should we get the
 106          * MCA state for each processor, or just the CMC state?
 107          */
 108         ia64_mca_save_state(SAL_INFO_MCA);
 109         ia64_mca_save_state(SAL_INFO_CMC);
 110
 111         kproc_exit(0);
 112 }
 113
 114 void
 115 ia64_ap_startup(void)
 116 {
 117         volatile struct ia64_interrupt_block *ib = IA64_INTERRUPT_BLOCK;
 118         uint64_t vhpt;
 119         int vector;
 120
 121         pcpup = ap_pcpu;
 122         ia64_set_k4((intptr_t)pcpup);
 123
 124         vhpt = PCPU_GET(md.vhpt);
 125         map_vhpt(vhpt);
 126         ia64_set_pta(vhpt + (1 << 8) + (pmap_vhpt_log2size << 2) + 1);
 127         ia64_srlz_i();
 128
 129         ap_awake = 1;
 130         ap_delay = 0;
 131
 132         map_pal_code();
 133         map_gateway_page();
 134
 135         ia64_set_fpsr(IA64_FPSR_DEFAULT);
 136
 137         /* Wait until it's time for us to be unleashed */
 138         while (ap_spin)
 139                 cpu_spinwait();
 140
 141         /* Initialize curthread. */
 142         KASSERT(PCPU_GET(idlethread) != NULL, ("no idle thread"));
 143         PCPU_SET(curthread, PCPU_GET(idlethread));
 144
 145         atomic_add_int(&ap_awake, 1);
 146         while (!smp_started)
 147                 cpu_spinwait();
 148
 149         CTR1(KTR_SMP, "SMP: cpu%d launched", PCPU_GET(cpuid));
 150
 151         /* Acknowledge and EOI all interrupts. */
 152         vector = ia64_get_ivr();
 153         while (vector != 15) {
 154                 ia64_srlz_d();
 155                 if (vector == 0)
 156                         vector = (int)ib->ib_inta;
 157                 ia64_set_eoi(0);
 158                 ia64_srlz_d();
 159                 vector = ia64_get_ivr();
 160         }
 161         ia64_srlz_d();
 162
 163         /* kick off the clock on this AP */
 164         pcpu_initclock();
 165
 166         ia64_set_tpr(0);
 167         ia64_srlz_d();
 168         enable_intr();
 169
 170         sched_throw(NULL);
 171         /* NOTREACHED */
 172 }
 173
 174 void
 175 cpu_mp_setmaxid(void)
 176 {
 177
 178         /*
 179          * Count the number of processors in the system by walking the ACPI
 180          * tables. Note that we record the actual number of processors, even
 181          * if this is larger than MAXCPU. We only activate MAXCPU processors.
 182          */
 183         mp_ncpus = ia64_count_cpus();
 184
 185         /*
 186          * Set the largest cpuid we're going to use. This is necessary for
 187          * VM initialization.
 188          */
 189         mp_maxid = min(mp_ncpus, MAXCPU) - 1;
 190 }
 191
 192 int
 193 cpu_mp_probe(void)
 194 {
 195
 196         /*
 197          * If there's only 1 processor, or we don't have a wake-up vector,
 198          * we're not going to enable SMP. Note that no wake-up vector can
 199          * also mean that the wake-up mechanism is not supported. In this
 200          * case we can have multiple processors, but we simply can't wake
 201          * them up...
 202          */
 203         return (mp_ncpus > 1 && ipi_vector[IPI_AP_WAKEUP] != 0);
 204 }
 205
 206 void
 207 cpu_mp_add(u_int acpiid, u_int apicid, u_int apiceid)
 208 {
 209         struct pcpu *pc;
 210         u_int64_t lid;
 211         void *dpcpu;
 212         u_int cpuid;
 213
 214         lid = LID_SAPIC_SET(apicid, apiceid);
 215         cpuid = ((ia64_get_lid() & LID_SAPIC_MASK) == lid) ? 0 : smp_cpus++;
 216
 217         KASSERT((all_cpus & (1UL << cpuid)) == 0,
 218             ("%s: cpu%d already in CPU map", __func__, acpiid));
 219
 220         if (cpuid != 0) {
 221                 pc = (struct pcpu *)malloc(sizeof(*pc), M_SMP, M_WAITOK);
 222                 pcpu_init(pc, cpuid, sizeof(*pc));
 223                 dpcpu = (void *)kmem_alloc(kernel_map, DPCPU_SIZE);
 224                 dpcpu_init(dpcpu, cpuid);
 225         } else
 226                 pc = pcpup;
 227
 228         pc->pc_acpi_id = acpiid;
 229         pc->pc_md.lid = lid;
 230         all_cpus |= (1UL << cpuid);
 231 }
 232
 233 void
 234 cpu_mp_announce()
 235 {
 236         struct pcpu *pc;
 237         int i;
 238
 239         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++) {
 240                 pc = pcpu_find(i);
 241                 if (pc != NULL) {
 242                         printf("cpu%d: ACPI Id=%x, SAPIC Id=%x, SAPIC Eid=%x",
 243                             i, pc->pc_acpi_id, LID_SAPIC_ID(pc->pc_md.lid),
 244                             LID_SAPIC_EID(pc->pc_md.lid));
 245                         if (i == 0)
 246                                 printf(" (BSP)\n");
 247                         else
 248                                 printf("\n");
 249                 }
 250         }
 251 }
 252
 253 void
 254 cpu_mp_start()
 255 {
 256         struct pcpu *pc;
 257
 258         ap_spin = 1;
 259
 260         SLIST_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
 261                 pc->pc_md.current_pmap = kernel_pmap;
 262                 pc->pc_other_cpus = all_cpus & ~pc->pc_cpumask;
 263                 if (pc->pc_cpuid > 0) {
 264                         ap_pcpu = pc;
 265                         pc->pc_md.vhpt = pmap_alloc_vhpt();
 266                         if (pc->pc_md.vhpt == 0) {
 267                                 printf("SMP: WARNING: unable to allocate VHPT"
 268                                     " for cpu%d", pc->pc_cpuid);
 269                                 continue;
 270                         }
 271                         ap_stack = malloc(KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE, M_SMP,
 272                             M_WAITOK);
 273                         ap_delay = 2000;
 274                         ap_awake = 0;
 275
 276                         if (bootverbose)
 277                                 printf("SMP: waking up cpu%d\n", pc->pc_cpuid);
 278
 279                         ipi_send(pc, IPI_AP_WAKEUP);
 280
 281                         do {
 282                                 DELAY(1000);
 283                         } while (--ap_delay > 0);
 284                         pc->pc_md.awake = ap_awake;
 285
 286                         if (!ap_awake)
 287                                 printf("SMP: WARNING: cpu%d did not wake up\n",
 288                                     pc->pc_cpuid);
 289                 } else
 290                         pc->pc_md.awake = 1;
 291         }
 292 }
 293
 294 static void
 295 cpu_mp_unleash(void *dummy)
 296 {
 297         struct pcpu *pc;
 298         int cpus;
 299
 300         if (mp_ncpus <= 1)
 301                 return;
 302
 303         cpus = 0;
 304         smp_cpus = 0;
 305         SLIST_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
 306                 cpus++;
 307                 if (pc->pc_md.awake) {
 308                         kproc_create(ia64_store_mca_state,
 309                             (void*)((uintptr_t)pc->pc_cpuid), NULL, 0, 0,
 310                             "mca %u", pc->pc_cpuid);
 311                         smp_cpus++;
 312                 }
 313         }
 314
 315         ap_awake = 1;
 316         ap_spin = 0;
 317
 318         while (ap_awake != smp_cpus)
 319                 cpu_spinwait();
 320
 321         if (smp_cpus != cpus || cpus != mp_ncpus) {
 322                 printf("SMP: %d CPUs found; %d CPUs usable; %d CPUs woken\n",
 323                     mp_ncpus, cpus, smp_cpus);
 324         }
 325
 326         smp_active = 1;
 327         smp_started = 1;
 328 }
 329
 330 /*
 331  * send an IPI to a set of cpus.
 332  */
 333 void
 334 ipi_selected(cpumask_t cpus, int ipi)
 335 {
 336         struct pcpu *pc;
 337
 338         SLIST_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
 339                 if (cpus & pc->pc_cpumask)
 340                         ipi_send(pc, ipi);
 341         }
 342 }
 343
 344 /*
 345  * send an IPI to all CPUs EXCEPT myself.
 346  */
 347 void
 348 ipi_all_but_self(int ipi)
 349 {
 350         struct pcpu *pc;
 351
 352         SLIST_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
 353                 if (pc != pcpup)
 354                         ipi_send(pc, ipi);
 355         }
 356 }
 357
 358 /*
 359  * Send an IPI to the specified processor. The lid parameter holds the
 360  * cr.lid (CR64) contents of the target processor. Only the id and eid
 361  * fields are used here.
 362  */
 363 void
 364 ipi_send(struct pcpu *cpu, int ipi)
 365 {
 366         volatile uint64_t *pipi;
 367         uint64_t vector;
 368
 369         pipi = (void *)IA64_PHYS_TO_RR6(ia64_lapic_address |
 370             ((cpu->pc_md.lid & LID_SAPIC_MASK) >> 12));
 371         vector = (uint64_t)(ipi_vector[ipi] & 0xff);
 372         KASSERT(vector != 0, ("IPI %d is not assigned a vector", ipi));
 373         *pipi = vector;
 374         CTR3(KTR_SMP, "ipi_send(%p, %ld), cpuid=%d", pipi, vector,
 375             PCPU_GET(cpuid));
 376 }
 377
 378 SYSINIT(start_aps, SI_SUB_SMP, SI_ORDER_FIRST, cpu_mp_unleash, NULL);