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/domainset.h>
  39 #include <sys/lock.h>
  40 #include <sys/malloc.h>
  41 #include <sys/mutex.h>
  42 #include <sys/pcpu.h>
  43 #include <sys/proc.h>
  44 #include <sys/sched.h>
  45 #include <sys/smp.h>
  46
  47 #include <vm/vm.h>
  48 #include <vm/vm_param.h>
  49 #include <vm/pmap.h>
  50 #include <vm/vm_map.h>
  51 #include <vm/vm_extern.h>
  52 #include <vm/vm_kern.h>
  53
  54 #include <machine/bus.h>
  55 #include <machine/cpu.h>
  56 #include <machine/intr_machdep.h>
  57 #include <machine/pcb.h>
  58 #include <machine/platform.h>
  59 #include <machine/md_var.h>
  60 #include <machine/setjmp.h>
  61 #include <machine/smp.h>
  62
  63 #include "pic_if.h"
  64
  65 volatile static int ap_awake;
  66 volatile static u_int ap_letgo;
  67 volatile static u_quad_t ap_timebase;
  68 static struct mtx ap_boot_mtx;
  69 struct pcb stoppcbs[MAXCPU];
  70
  71 void
  72 machdep_ap_bootstrap(void)
  73 {
  74
  75         PCPU_SET(awake, 1);
  76         __asm __volatile("msync; isync");
  77
  78         while (ap_letgo == 0)
  79                 nop_prio_vlow();
  80         nop_prio_medium();
  81
  82         /*
  83          * Set timebase as soon as possible to meet an implicit rendezvous
  84          * from cpu_mp_unleash(), which sets ap_letgo and then immediately
  85          * sets timebase.
  86          *
  87          * Note that this is instrinsically racy and is only relevant on
  88          * platforms that do not support better mechanisms.
  89          */
  90         platform_smp_timebase_sync(ap_timebase, 1);
  91
  92         /* Give platform code a chance to do anything else necessary */
  93         platform_smp_ap_init();
  94
  95         /* Initialize decrementer */
  96         decr_ap_init();
  97
  98         /* Serialize console output and AP count increment */
  99         mtx_lock_spin(&ap_boot_mtx);
 100         ap_awake++;
 101         if (bootverbose)
 102                 printf("SMP: AP CPU #%d launched\n", PCPU_GET(cpuid));
 103         else
 104                 printf("%s%d%s", ap_awake == 2 ? "Launching APs: " : "",
 105                     PCPU_GET(cpuid), ap_awake == mp_ncpus ? "\n" : " ");
 106         mtx_unlock_spin(&ap_boot_mtx);
 107
 108         while(smp_started == 0)
 109                 ;
 110
 111         /* Start per-CPU event timers. */
 112         cpu_initclocks_ap();
 113
 114         /* Announce ourselves awake, and enter the scheduler */
 115         sched_throw(NULL);
 116 }
 117
 118 void
 119 cpu_mp_setmaxid(void)
 120 {
 121         struct cpuref cpuref;
 122         int error;
 123
 124         mp_ncpus = 0;
 125         mp_maxid = 0;
 126         error = platform_smp_first_cpu(&cpuref);
 127         while (!error) {
 128                 mp_ncpus++;
 129                 mp_maxid = max(cpuref.cr_cpuid, mp_maxid);
 130                 error = platform_smp_next_cpu(&cpuref);
 131         }
 132         /* Sanity. */
 133         if (mp_ncpus == 0)
 134                 mp_ncpus = 1;
 135 }
 136
 137 int
 138 cpu_mp_probe(void)
 139 {
 140
 141         /*
 142          * We're not going to enable SMP if there's only 1 processor.
 143          */
 144         return (mp_ncpus > 1);
 145 }
 146
 147 void
 148 cpu_mp_start(void)
 149 {
 150         struct cpuref bsp, cpu;
 151         struct pcpu *pc;
 152         int domain, error;
 153
 154         error = platform_smp_get_bsp(&bsp);
 155         KASSERT(error == 0, ("Don't know BSP"));
 156
 157         error = platform_smp_first_cpu(&cpu);
 158         while (!error) {
 159                 if (cpu.cr_cpuid >= MAXCPU) {
 160                         printf("SMP: cpu%d: skipped -- ID out of range\n",
 161                             cpu.cr_cpuid);
 162                         goto next;
 163                 }
 164                 if (CPU_ISSET(cpu.cr_cpuid, &all_cpus)) {
 165                         printf("SMP: cpu%d: skipped - duplicate ID\n",
 166                             cpu.cr_cpuid);
 167                         goto next;
 168                 }
 169
 170                 if (vm_ndomains > 1)
 171                         domain = cpu.cr_domain;
 172                 else
 173                         domain = 0;
 174
 175                 if (cpu.cr_cpuid != bsp.cr_cpuid) {
 176                         void *dpcpu;
 177
 178                         pc = &__pcpu[cpu.cr_cpuid];
 179                         dpcpu = (void *)kmem_malloc_domainset(DOMAINSET_PREF(domain),
 180                             DPCPU_SIZE, M_WAITOK | M_ZERO);
 181                         pcpu_init(pc, cpu.cr_cpuid, sizeof(*pc));
 182                         dpcpu_init(dpcpu, cpu.cr_cpuid);
 183                 } else {
 184                         pc = pcpup;
 185                         pc->pc_cpuid = bsp.cr_cpuid;
 186                         pc->pc_bsp = 1;
 187                 }
 188                 pc->pc_domain = domain;
 189                 pc->pc_hwref = cpu.cr_hwref;
 190
 191                 CPU_SET(pc->pc_cpuid, &cpuset_domain[pc->pc_domain]);
 192                 KASSERT(pc->pc_domain < MAXMEMDOM, ("bad domain value %d\n",
 193                     pc->pc_domain));
 194                 CPU_SET(pc->pc_cpuid, &all_cpus);
 195 next:
 196                 error = platform_smp_next_cpu(&cpu);
 197         }
 198
 199 #ifdef SMP
 200         platform_smp_probe_threads();
 201 #endif
 202 }
 203
 204 void
 205 cpu_mp_announce(void)
 206 {
 207         struct pcpu *pc;
 208         int i;
 209
 210         if (!bootverbose)
 211                 return;
 212
 213         CPU_FOREACH(i) {
 214                 pc = pcpu_find(i);
 215                 if (pc == NULL)
 216                         continue;
 217                 printf("cpu%d: dev=%x domain=%d ", i, (int)pc->pc_hwref, pc->pc_domain);
 218                 if (pc->pc_bsp)
 219                         printf(" (BSP)");
 220                 printf("\n");
 221         }
 222 }
 223
 224 static void
 225 cpu_mp_unleash(void *dummy)
 226 {
 227         struct pcpu *pc;
 228         int cpus, timeout;
 229         int ret;
 230
 231         if (mp_ncpus <= 1)
 232                 return;
 233
 234         mtx_init(&ap_boot_mtx, "ap boot", NULL, MTX_SPIN);
 235
 236         cpus = 0;
 237         smp_cpus = 0;
 238 #ifdef BOOKE
 239         tlb1_ap_prep();
 240 #endif
 241         STAILQ_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
 242                 cpus++;
 243                 if (!pc->pc_bsp) {
 244                         if (bootverbose)
 245                                 printf("Waking up CPU %d (dev=%x)\n",
 246                                     pc->pc_cpuid, (int)pc->pc_hwref);
 247
 248                         pc->pc_flags = PCPU_GET(flags); /* Copy cached CPU flags */
 249                         ret = platform_smp_start_cpu(pc);
 250                         if (ret == 0) {
 251                                 timeout = 2000; /* wait 2sec for the AP */
 252                                 while (!pc->pc_awake && --timeout > 0)
 253                                         DELAY(1000);
 254                         }
 255                 } else {
 256                         pc->pc_awake = 1;
 257                 }
 258                 if (pc->pc_awake) {
 259                         if (bootverbose)
 260                                 printf("Adding CPU %d, hwref=%jx, awake=%x\n",
 261                                     pc->pc_cpuid, (uintmax_t)pc->pc_hwref,
 262                                     pc->pc_awake);
 263                         smp_cpus++;
 264                 } else
 265                         CPU_SET(pc->pc_cpuid, &stopped_cpus);
 266         }
 267
 268         ap_awake = 1;
 269
 270         /* Provide our current DEC and TB values for APs */
 271         ap_timebase = mftb() + 10;
 272         __asm __volatile("msync; isync");
 273
 274         /* Let APs continue */
 275         atomic_store_rel_int(&ap_letgo, 1);
 276
 277         platform_smp_timebase_sync(ap_timebase, 0);
 278
 279         while (ap_awake < smp_cpus)
 280                 ;
 281
 282         if (smp_cpus != cpus || cpus != mp_ncpus) {
 283                 printf("SMP: %d CPUs found; %d CPUs usable; %d CPUs woken\n",
 284                     mp_ncpus, cpus, smp_cpus);
 285         }
 286
 287         if (smp_cpus > 1)
 288                 atomic_store_rel_int(&smp_started, 1);
 289
 290         /* Let the APs get into the scheduler */
 291         DELAY(10000);
 292
 293 }
 294
 295 SYSINIT(start_aps, SI_SUB_SMP, SI_ORDER_FIRST, cpu_mp_unleash, NULL);
 296
 297 int
 298 powerpc_ipi_handler(void *arg)
 299 {
 300         u_int cpuid;
 301         uint32_t ipimask;
 302         int msg;
 303
 304         CTR2(KTR_SMP, "%s: MSR 0x%08x", __func__, mfmsr());
 305
 306         ipimask = atomic_readandclear_32(&(pcpup->pc_ipimask));
 307         if (ipimask == 0)
 308                 return (FILTER_STRAY);
 309         while ((msg = ffs(ipimask) - 1) != -1) {
 310                 ipimask &= ~(1u << msg);
 311                 switch (msg) {
 312                 case IPI_AST:
 313                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_AST", __func__);
 314                         break;
 315                 case IPI_PREEMPT:
 316                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_PREEMPT", __func__);
 317                         sched_preempt(curthread);
 318                         break;
 319                 case IPI_RENDEZVOUS:
 320                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_RENDEZVOUS", __func__);
 321                         smp_rendezvous_action();
 322                         break;
 323                 case IPI_STOP:
 324
 325                         /*
 326                          * IPI_STOP_HARD is mapped to IPI_STOP so it is not
 327                          * necessary to add such case in the switch.
 328                          */
 329                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_STOP or IPI_STOP_HARD (stop)",
 330                             __func__);
 331                         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
 332                         savectx(&stoppcbs[cpuid]);
 333                         CPU_SET_ATOMIC(cpuid, &stopped_cpus);
 334                         while (!CPU_ISSET(cpuid, &started_cpus))
 335                                 cpu_spinwait();
 336                         CPU_CLR_ATOMIC(cpuid, &stopped_cpus);
 337                         CPU_CLR_ATOMIC(cpuid, &started_cpus);
 338                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_STOP (restart)", __func__);
 339                         break;
 340                 case IPI_HARDCLOCK:
 341                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_HARDCLOCK", __func__);
 342                         hardclockintr();
 343                         break;
 344                 }
 345         }
 346
 347         return (FILTER_HANDLED);
 348 }
 349
 350 static void
 351 ipi_send(struct pcpu *pc, int ipi)
 352 {
 353
 354         CTR4(KTR_SMP, "%s: pc=%p, targetcpu=%d, IPI=%d", __func__,
 355             pc, pc->pc_cpuid, ipi);
 356
 357         atomic_set_32(&pc->pc_ipimask, (1 << ipi));
 358         powerpc_sync();
 359         PIC_IPI(root_pic, pc->pc_cpuid);
 360
 361         CTR1(KTR_SMP, "%s: sent", __func__);
 362 }
 363
 364 /* Send an IPI to a set of cpus. */
 365 void
 366 ipi_selected(cpuset_t cpus, int ipi)
 367 {
 368         struct pcpu *pc;
 369
 370         STAILQ_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
 371                 if (CPU_ISSET(pc->pc_cpuid, &cpus))
 372                         ipi_send(pc, ipi);
 373         }
 374 }
 375
 376 /* Send an IPI to a specific CPU. */
 377 void
 378 ipi_cpu(int cpu, u_int ipi)
 379 {
 380
 381         ipi_send(cpuid_to_pcpu[cpu], ipi);
 382 }
 383
 384 /* Send an IPI to all CPUs EXCEPT myself. */
 385 void
 386 ipi_all_but_self(int ipi)
 387 {
 388         struct pcpu *pc;
 389
 390         STAILQ_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
 391                 if (pc != pcpup)
 392                         ipi_send(pc, ipi);
 393         }
 394 }