sys/powerpc/powerpc/mp_machdep.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
   3  *
   4  * Copyright (c) 2008 Marcel Moolenaar
   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  *
  11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  16  *
  17  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  18  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  19  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  20  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  21  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  22  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  23  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  24  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  25  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
  26  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  27  */
  28
  29 #include <sys/cdefs.h>
  30 __FBSDID("$FreeBSD$");
  31
  32 #include <sys/param.h>
  33 #include <sys/systm.h>
  34 #include <sys/kernel.h>
  35 #include <sys/ktr.h>
  36 #include <sys/bus.h>
  37 #include <sys/cpuset.h>
  38 #include <sys/lock.h>
  39 #include <sys/malloc.h>
  40 #include <sys/mutex.h>
  41 #include <sys/pcpu.h>
  42 #include <sys/proc.h>
  43 #include <sys/sched.h>
  44 #include <sys/smp.h>
  45
  46 #include <vm/vm.h>
  47 #include <vm/vm_param.h>
  48 #include <vm/pmap.h>
  49 #include <vm/vm_map.h>
  50 #include <vm/vm_extern.h>
  51 #include <vm/vm_kern.h>
  52
  53 #include <machine/bus.h>
  54 #include <machine/cpu.h>
  55 #include <machine/intr_machdep.h>
  56 #include <machine/pcb.h>
  57 #include <machine/platform.h>
  58 #include <machine/md_var.h>
  59 #include <machine/setjmp.h>
  60 #include <machine/smp.h>
  61
  62 #include "pic_if.h"
  63
  64 extern struct pcpu __pcpu[MAXCPU];
  65
  66 volatile static int ap_awake;
  67 volatile static u_int ap_letgo;
  68 volatile static u_quad_t ap_timebase;
  69 static u_int ipi_msg_cnt[32];
  70 static struct mtx ap_boot_mtx;
  71 struct pcb stoppcbs[MAXCPU];
  72
  73 void
  74 machdep_ap_bootstrap(void)
  75 {
  76
  77         PCPU_SET(awake, 1);
  78         __asm __volatile("msync; isync");
  79
  80         while (ap_letgo == 0)
  81                 __asm __volatile("or 31,31,31");
  82         __asm __volatile("or 6,6,6");
  83
  84         /*
  85          * Set timebase as soon as possible to meet an implicit rendezvous
  86          * from cpu_mp_unleash(), which sets ap_letgo and then immediately
  87          * sets timebase.
  88          *
  89          * Note that this is instrinsically racy and is only relevant on
  90          * platforms that do not support better mechanisms.
  91          */
  92         platform_smp_timebase_sync(ap_timebase, 1);
  93
  94         /* Give platform code a chance to do anything else necessary */
  95         platform_smp_ap_init();
  96
  97         /* Initialize decrementer */
  98         decr_ap_init();
  99
 100         /* Serialize console output and AP count increment */
 101         mtx_lock_spin(&ap_boot_mtx);
 102         ap_awake++;
 103         if (bootverbose)
 104                 printf("SMP: AP CPU #%d launched\n", PCPU_GET(cpuid));
 105         else
 106                 printf("%s%d%s", ap_awake == 2 ? "Launching APs: " : "",
 107                     PCPU_GET(cpuid), ap_awake == mp_ncpus ? "\n" : " ");
 108         mtx_unlock_spin(&ap_boot_mtx);
 109
 110         while(smp_started == 0)
 111                 ;
 112
 113         /* Start per-CPU event timers. */
 114         cpu_initclocks_ap();
 115
 116         /* Announce ourselves awake, and enter the scheduler */
 117         sched_throw(NULL);
 118 }
 119
 120 void
 121 cpu_mp_setmaxid(void)
 122 {
 123         struct cpuref cpuref;
 124         int error;
 125
 126         mp_ncpus = 0;
 127         mp_maxid = 0;
 128         error = platform_smp_first_cpu(&cpuref);
 129         while (!error) {
 130                 mp_ncpus++;
 131                 mp_maxid = max(cpuref.cr_cpuid, mp_maxid);
 132                 error = platform_smp_next_cpu(&cpuref);
 133         }
 134         /* Sanity. */
 135         if (mp_ncpus == 0)
 136                 mp_ncpus = 1;
 137 }
 138
 139 int
 140 cpu_mp_probe(void)
 141 {
 142
 143         /*
 144          * We're not going to enable SMP if there's only 1 processor.
 145          */
 146         return (mp_ncpus > 1);
 147 }
 148
 149 void
 150 cpu_mp_start(void)
 151 {
 152         struct cpuref bsp, cpu;
 153         struct pcpu *pc;
 154         int error;
 155
 156         error = platform_smp_get_bsp(&bsp);
 157         KASSERT(error == 0, ("Don't know BSP"));
 158
 159         error = platform_smp_first_cpu(&cpu);
 160         while (!error) {
 161                 if (cpu.cr_cpuid >= MAXCPU) {
 162                         printf("SMP: cpu%d: skipped -- ID out of range\n",
 163                             cpu.cr_cpuid);
 164                         goto next;
 165                 }
 166                 if (CPU_ISSET(cpu.cr_cpuid, &all_cpus)) {
 167                         printf("SMP: cpu%d: skipped - duplicate ID\n",
 168                             cpu.cr_cpuid);
 169                         goto next;
 170                 }
 171                 if (cpu.cr_cpuid != bsp.cr_cpuid) {
 172                         void *dpcpu;
 173
 174                         pc = &__pcpu[cpu.cr_cpuid];
 175                         dpcpu = (void *)kmem_malloc(DPCPU_SIZE, M_WAITOK |
 176                             M_ZERO);
 177                         pcpu_init(pc, cpu.cr_cpuid, sizeof(*pc));
 178                         dpcpu_init(dpcpu, cpu.cr_cpuid);
 179                 } else {
 180                         pc = pcpup;
 181                         pc->pc_cpuid = bsp.cr_cpuid;
 182                         pc->pc_bsp = 1;
 183                 }
 184                 pc->pc_hwref = cpu.cr_hwref;
 185                 CPU_SET(pc->pc_cpuid, &all_cpus);
 186 next:
 187                 error = platform_smp_next_cpu(&cpu);
 188         }
 189
 190 #ifdef SMP
 191         platform_smp_probe_threads();
 192 #endif
 193 }
 194
 195 void
 196 cpu_mp_announce(void)
 197 {
 198         struct pcpu *pc;
 199         int i;
 200
 201         if (!bootverbose)
 202                 return;
 203
 204         CPU_FOREACH(i) {
 205                 pc = pcpu_find(i);
 206                 if (pc == NULL)
 207                         continue;
 208                 printf("cpu%d: dev=%x", i, (int)pc->pc_hwref);
 209                 if (pc->pc_bsp)
 210                         printf(" (BSP)");
 211                 printf("\n");
 212         }
 213 }
 214
 215 static void
 216 cpu_mp_unleash(void *dummy)
 217 {
 218         struct pcpu *pc;
 219         int cpus, timeout;
 220         int ret;
 221
 222         if (mp_ncpus <= 1)
 223                 return;
 224
 225         mtx_init(&ap_boot_mtx, "ap boot", NULL, MTX_SPIN);
 226
 227         cpus = 0;
 228         smp_cpus = 0;
 229 #ifdef BOOKE
 230         tlb1_ap_prep();
 231 #endif
 232         STAILQ_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
 233                 cpus++;
 234                 if (!pc->pc_bsp) {
 235                         if (bootverbose)
 236                                 printf("Waking up CPU %d (dev=%x)\n",
 237                                     pc->pc_cpuid, (int)pc->pc_hwref);
 238
 239                         ret = platform_smp_start_cpu(pc);
 240                         if (ret == 0) {
 241                                 timeout = 2000; /* wait 2sec for the AP */
 242                                 while (!pc->pc_awake && --timeout > 0)
 243                                         DELAY(1000);
 244                         }
 245                 } else {
 246                         pc->pc_awake = 1;
 247                 }
 248                 if (pc->pc_awake) {
 249                         if (bootverbose)
 250                                 printf("Adding CPU %d, hwref=%jx, awake=%x\n",
 251                                     pc->pc_cpuid, (uintmax_t)pc->pc_hwref,
 252                                     pc->pc_awake);
 253                         smp_cpus++;
 254                 } else
 255                         CPU_SET(pc->pc_cpuid, &stopped_cpus);
 256         }
 257
 258         ap_awake = 1;
 259
 260         /* Provide our current DEC and TB values for APs */
 261         ap_timebase = mftb() + 10;
 262         __asm __volatile("msync; isync");
 263
 264         /* Let APs continue */
 265         atomic_store_rel_int(&ap_letgo, 1);
 266
 267         platform_smp_timebase_sync(ap_timebase, 0);
 268
 269         while (ap_awake < smp_cpus)
 270                 ;
 271
 272         if (smp_cpus != cpus || cpus != mp_ncpus) {
 273                 printf("SMP: %d CPUs found; %d CPUs usable; %d CPUs woken\n",
 274                     mp_ncpus, cpus, smp_cpus);
 275         }
 276
 277         if (smp_cpus > 1)
 278                 atomic_store_rel_int(&smp_started, 1);
 279
 280         /* Let the APs get into the scheduler */
 281         DELAY(10000);
 282
 283 }
 284
 285 SYSINIT(start_aps, SI_SUB_SMP, SI_ORDER_FIRST, cpu_mp_unleash, NULL);
 286
 287 int
 288 powerpc_ipi_handler(void *arg)
 289 {
 290         u_int cpuid;
 291         uint32_t ipimask;
 292         int msg;
 293
 294         CTR2(KTR_SMP, "%s: MSR 0x%08x", __func__, mfmsr());
 295
 296         ipimask = atomic_readandclear_32(&(pcpup->pc_ipimask));
 297         if (ipimask == 0)
 298                 return (FILTER_STRAY);
 299         while ((msg = ffs(ipimask) - 1) != -1) {
 300                 ipimask &= ~(1u << msg);
 301                 ipi_msg_cnt[msg]++;
 302                 switch (msg) {
 303                 case IPI_AST:
 304                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_AST", __func__);
 305                         break;
 306                 case IPI_PREEMPT:
 307                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_PREEMPT", __func__);
 308                         sched_preempt(curthread);
 309                         break;
 310                 case IPI_RENDEZVOUS:
 311                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_RENDEZVOUS", __func__);
 312                         smp_rendezvous_action();
 313                         break;
 314                 case IPI_STOP:
 315
 316                         /*
 317                          * IPI_STOP_HARD is mapped to IPI_STOP so it is not
 318                          * necessary to add such case in the switch.
 319                          */
 320                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_STOP or IPI_STOP_HARD (stop)",
 321                             __func__);
 322                         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
 323                         savectx(&stoppcbs[cpuid]);
 324                         savectx(PCPU_GET(curpcb));
 325                         CPU_SET_ATOMIC(cpuid, &stopped_cpus);
 326                         while (!CPU_ISSET(cpuid, &started_cpus))
 327                                 cpu_spinwait();
 328                         CPU_CLR_ATOMIC(cpuid, &stopped_cpus);
 329                         CPU_CLR_ATOMIC(cpuid, &started_cpus);
 330                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_STOP (restart)", __func__);
 331                         break;
 332                 case IPI_HARDCLOCK:
 333                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_HARDCLOCK", __func__);
 334                         hardclockintr();
 335                         break;
 336                 }
 337         }
 338
 339         return (FILTER_HANDLED);
 340 }
 341
 342 static void
 343 ipi_send(struct pcpu *pc, int ipi)
 344 {
 345
 346         CTR4(KTR_SMP, "%s: pc=%p, targetcpu=%d, IPI=%d", __func__,
 347             pc, pc->pc_cpuid, ipi);
 348
 349         atomic_set_32(&pc->pc_ipimask, (1 << ipi));
 350         powerpc_sync();
 351         PIC_IPI(root_pic, pc->pc_cpuid);
 352
 353         CTR1(KTR_SMP, "%s: sent", __func__);
 354 }
 355
 356 /* Send an IPI to a set of cpus. */
 357 void
 358 ipi_selected(cpuset_t cpus, int ipi)
 359 {
 360         struct pcpu *pc;
 361
 362         STAILQ_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
 363                 if (CPU_ISSET(pc->pc_cpuid, &cpus))
 364                         ipi_send(pc, ipi);
 365         }
 366 }
 367
 368 /* Send an IPI to a specific CPU. */
 369 void
 370 ipi_cpu(int cpu, u_int ipi)
 371 {
 372
 373         ipi_send(cpuid_to_pcpu[cpu], ipi);
 374 }
 375
 376 /* Send an IPI to all CPUs EXCEPT myself. */
 377 void
 378 ipi_all_but_self(int ipi)
 379 {
 380         struct pcpu *pc;
 381
 382         STAILQ_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
 383                 if (pc != pcpup)
 384                         ipi_send(pc, ipi);
 385         }
 386 }