sys/powerpc/powerpc/mp_machdep.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2008 Marcel Moolenaar
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  *
   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 ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  16  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  17  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  18  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  19  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  20  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  21  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  22  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  23  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
  24  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  25  */
  26
  27 #include <sys/cdefs.h>
  28 __FBSDID("$FreeBSD$");
  29
  30 #include <sys/param.h>
  31 #include <sys/systm.h>
  32 #include <sys/kernel.h>
  33 #include <sys/ktr.h>
  34 #include <sys/bus.h>
  35 #include <sys/cpuset.h>
  36 #include <sys/lock.h>
  37 #include <sys/malloc.h>
  38 #include <sys/mutex.h>
  39 #include <sys/pcpu.h>
  40 #include <sys/proc.h>
  41 #include <sys/sched.h>
  42 #include <sys/smp.h>
  43
  44 #include <vm/vm.h>
  45 #include <vm/vm_param.h>
  46 #include <vm/pmap.h>
  47 #include <vm/vm_map.h>
  48 #include <vm/vm_extern.h>
  49 #include <vm/vm_kern.h>
  50
  51 #include <machine/bus.h>
  52 #include <machine/cpu.h>
  53 #include <machine/intr_machdep.h>
  54 #include <machine/pcb.h>
  55 #include <machine/platform.h>
  56 #include <machine/md_var.h>
  57 #include <machine/setjmp.h>
  58 #include <machine/smp.h>
  59
  60 #include "pic_if.h"
  61
  62 extern struct pcpu __pcpu[MAXCPU];
  63
  64 volatile static int ap_awake;
  65 volatile static u_int ap_letgo;
  66 volatile static u_quad_t ap_timebase;
  67 static u_int ipi_msg_cnt[32];
  68 static struct mtx ap_boot_mtx;
  69 struct pcb stoppcbs[MAXCPU];
  70
  71 void
  72 machdep_ap_bootstrap(void)
  73 {
  74
  75         /* Set PIR */
  76         PCPU_SET(pir, mfspr(SPR_PIR));
  77         PCPU_SET(awake, 1);
  78         __asm __volatile("msync; isync");
  79
  80         while (ap_letgo == 0)
  81                 ;
  82
  83         /* Initialize DEC and TB, sync with the BSP values */
  84 #ifdef __powerpc64__
  85         /* Writing to the time base register is hypervisor-privileged */
  86         if (mfmsr() & PSL_HV)
  87                 mttb(ap_timebase);
  88 #else
  89         mttb(ap_timebase);
  90 #endif
  91         decr_ap_init();
  92
  93         /* Give platform code a chance to do anything necessary */
  94         platform_smp_ap_init();
  95
  96         /* Serialize console output and AP count increment */
  97         mtx_lock_spin(&ap_boot_mtx);
  98         ap_awake++;
  99         printf("SMP: AP CPU #%d launched\n", PCPU_GET(cpuid));
 100         mtx_unlock_spin(&ap_boot_mtx);
 101
 102         /* Start per-CPU event timers. */
 103         cpu_initclocks_ap();
 104
 105         /* Announce ourselves awake, and enter the scheduler */
 106         sched_throw(NULL);
 107 }
 108
 109 void
 110 cpu_mp_setmaxid(void)
 111 {
 112         struct cpuref cpuref;
 113         int error;
 114
 115         mp_ncpus = 0;
 116         mp_maxid = 0;
 117         error = platform_smp_first_cpu(&cpuref);
 118         while (!error) {
 119                 mp_ncpus++;
 120                 mp_maxid = max(cpuref.cr_cpuid, mp_maxid);
 121                 error = platform_smp_next_cpu(&cpuref);
 122         }
 123         /* Sanity. */
 124         if (mp_ncpus == 0)
 125                 mp_ncpus = 1;
 126 }
 127
 128 int
 129 cpu_mp_probe(void)
 130 {
 131
 132         /*
 133          * We're not going to enable SMP if there's only 1 processor.
 134          */
 135         return (mp_ncpus > 1);
 136 }
 137
 138 void
 139 cpu_mp_start(void)
 140 {
 141         struct cpuref bsp, cpu;
 142         struct pcpu *pc;
 143         int error;
 144
 145         error = platform_smp_get_bsp(&bsp);
 146         KASSERT(error == 0, ("Don't know BSP"));
 147         KASSERT(bsp.cr_cpuid == 0, ("%s: cpuid != 0", __func__));
 148
 149         error = platform_smp_first_cpu(&cpu);
 150         while (!error) {
 151                 if (cpu.cr_cpuid >= MAXCPU) {
 152                         printf("SMP: cpu%d: skipped -- ID out of range\n",
 153                             cpu.cr_cpuid);
 154                         goto next;
 155                 }
 156                 if (CPU_ISSET(cpu.cr_cpuid, &all_cpus)) {
 157                         printf("SMP: cpu%d: skipped - duplicate ID\n",
 158                             cpu.cr_cpuid);
 159                         goto next;
 160                 }
 161                 if (cpu.cr_cpuid != bsp.cr_cpuid) {
 162                         void *dpcpu;
 163
 164                         pc = &__pcpu[cpu.cr_cpuid];
 165                         dpcpu = (void *)kmem_malloc(kernel_arena, DPCPU_SIZE,
 166                             M_WAITOK | M_ZERO);
 167                         pcpu_init(pc, cpu.cr_cpuid, sizeof(*pc));
 168                         dpcpu_init(dpcpu, cpu.cr_cpuid);
 169                 } else {
 170                         pc = pcpup;
 171                         pc->pc_cpuid = bsp.cr_cpuid;
 172                         pc->pc_bsp = 1;
 173                 }
 174                 pc->pc_hwref = cpu.cr_hwref;
 175                 CPU_SET(pc->pc_cpuid, &all_cpus);
 176 next:
 177                 error = platform_smp_next_cpu(&cpu);
 178         }
 179 }
 180
 181 void
 182 cpu_mp_announce(void)
 183 {
 184         struct pcpu *pc;
 185         int i;
 186
 187         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++) {
 188                 pc = pcpu_find(i);
 189                 if (pc == NULL)
 190                         continue;
 191                 printf("cpu%d: dev=%x", i, (int)pc->pc_hwref);
 192                 if (pc->pc_bsp)
 193                         printf(" (BSP)");
 194                 printf("\n");
 195         }
 196 }
 197
 198 static void
 199 cpu_mp_unleash(void *dummy)
 200 {
 201         struct pcpu *pc;
 202         int cpus, timeout;
 203
 204         if (mp_ncpus <= 1)
 205                 return;
 206
 207         mtx_init(&ap_boot_mtx, "ap boot", NULL, MTX_SPIN);
 208
 209         cpus = 0;
 210         smp_cpus = 0;
 211 #ifdef BOOKE
 212         tlb1_ap_prep();
 213 #endif
 214         STAILQ_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
 215                 cpus++;
 216                 if (!pc->pc_bsp) {
 217                         if (bootverbose)
 218                                 printf("Waking up CPU %d (dev=%x)\n",
 219                                     pc->pc_cpuid, (int)pc->pc_hwref);
 220
 221                         platform_smp_start_cpu(pc);
 222
 223                         timeout = 2000; /* wait 2sec for the AP */
 224                         while (!pc->pc_awake && --timeout > 0)
 225                                 DELAY(1000);
 226
 227                 } else {
 228                         PCPU_SET(pir, mfspr(SPR_PIR));
 229                         pc->pc_awake = 1;
 230                 }
 231                 if (pc->pc_awake) {
 232                         if (bootverbose)
 233                                 printf("Adding CPU %d, pir=%x, awake=%x\n",
 234                                     pc->pc_cpuid, pc->pc_pir, pc->pc_awake);
 235                         smp_cpus++;
 236                 } else
 237                         CPU_SET(pc->pc_cpuid, &stopped_cpus);
 238         }
 239
 240         ap_awake = 1;
 241
 242         /* Provide our current DEC and TB values for APs */
 243         ap_timebase = mftb() + 10;
 244         __asm __volatile("msync; isync");
 245
 246         /* Let APs continue */
 247         atomic_store_rel_int(&ap_letgo, 1);
 248
 249 #ifdef __powerpc64__
 250         /* Writing to the time base register is hypervisor-privileged */
 251         if (mfmsr() & PSL_HV)
 252                 mttb(ap_timebase);
 253 #else
 254         mttb(ap_timebase);
 255 #endif
 256
 257         while (ap_awake < smp_cpus)
 258                 ;
 259
 260         if (smp_cpus != cpus || cpus != mp_ncpus) {
 261                 printf("SMP: %d CPUs found; %d CPUs usable; %d CPUs woken\n",
 262                     mp_ncpus, cpus, smp_cpus);
 263         }
 264
 265         /* Let the APs get into the scheduler */
 266         DELAY(10000);
 267
 268         /* XXX Atomic set operation? */
 269         smp_started = 1;
 270 }
 271
 272 SYSINIT(start_aps, SI_SUB_SMP, SI_ORDER_FIRST, cpu_mp_unleash, NULL);
 273
 274 int
 275 powerpc_ipi_handler(void *arg)
 276 {
 277         u_int cpuid;
 278         uint32_t ipimask;
 279         int msg;
 280
 281         CTR2(KTR_SMP, "%s: MSR 0x%08x", __func__, mfmsr());
 282
 283         ipimask = atomic_readandclear_32(&(pcpup->pc_ipimask));
 284         if (ipimask == 0)
 285                 return (FILTER_STRAY);
 286         while ((msg = ffs(ipimask) - 1) != -1) {
 287                 ipimask &= ~(1u << msg);
 288                 ipi_msg_cnt[msg]++;
 289                 switch (msg) {
 290                 case IPI_AST:
 291                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_AST", __func__);
 292                         break;
 293                 case IPI_PREEMPT:
 294                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_PREEMPT", __func__);
 295                         sched_preempt(curthread);
 296                         break;
 297                 case IPI_RENDEZVOUS:
 298                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_RENDEZVOUS", __func__);
 299                         smp_rendezvous_action();
 300                         break;
 301                 case IPI_STOP:
 302
 303                         /*
 304                          * IPI_STOP_HARD is mapped to IPI_STOP so it is not
 305                          * necessary to add such case in the switch.
 306                          */
 307                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_STOP or IPI_STOP_HARD (stop)",
 308                             __func__);
 309                         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
 310                         savectx(&stoppcbs[cpuid]);
 311                         savectx(PCPU_GET(curpcb));
 312                         CPU_SET_ATOMIC(cpuid, &stopped_cpus);
 313                         while (!CPU_ISSET(cpuid, &started_cpus))
 314                                 cpu_spinwait();
 315                         CPU_CLR_ATOMIC(cpuid, &stopped_cpus);
 316                         CPU_CLR_ATOMIC(cpuid, &started_cpus);
 317                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_STOP (restart)", __func__);
 318                         break;
 319                 case IPI_HARDCLOCK:
 320                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_HARDCLOCK", __func__);
 321                         hardclockintr();
 322                         break;
 323                 }
 324         }
 325
 326         return (FILTER_HANDLED);
 327 }
 328
 329 static void
 330 ipi_send(struct pcpu *pc, int ipi)
 331 {
 332
 333         CTR4(KTR_SMP, "%s: pc=%p, targetcpu=%d, IPI=%d", __func__,
 334             pc, pc->pc_cpuid, ipi);
 335
 336         atomic_set_32(&pc->pc_ipimask, (1 << ipi));
 337         powerpc_sync();
 338         PIC_IPI(root_pic, pc->pc_cpuid);
 339
 340         CTR1(KTR_SMP, "%s: sent", __func__);
 341 }
 342
 343 /* Send an IPI to a set of cpus. */
 344 void
 345 ipi_selected(cpuset_t cpus, int ipi)
 346 {
 347         struct pcpu *pc;
 348
 349         STAILQ_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
 350                 if (CPU_ISSET(pc->pc_cpuid, &cpus))
 351                         ipi_send(pc, ipi);
 352         }
 353 }
 354
 355 /* Send an IPI to a specific CPU. */
 356 void
 357 ipi_cpu(int cpu, u_int ipi)
 358 {
 359
 360         ipi_send(cpuid_to_pcpu[cpu], ipi);
 361 }
 362
 363 /* Send an IPI to all CPUs EXCEPT myself. */
 364 void
 365 ipi_all_but_self(int ipi)
 366 {
 367         struct pcpu *pc;
 368
 369         STAILQ_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
 370                 if (pc != pcpup)
 371                         ipi_send(pc, ipi);
 372         }
 373 }