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         /* Set PIR */
  78         PCPU_SET(pir, mfspr(SPR_PIR));
  79         PCPU_SET(awake, 1);
  80         __asm __volatile("msync; isync");
  81
  82         while (ap_letgo == 0)
  83                 __asm __volatile("or 27,27,27");
  84         __asm __volatile("or 6,6,6");
  85
  86         /* Initialize DEC and TB, sync with the BSP values */
  87         platform_smp_timebase_sync(ap_timebase, 1);
  88         decr_ap_init();
  89
  90         /* Give platform code a chance to do anything necessary */
  91         platform_smp_ap_init();
  92
  93         /* Serialize console output and AP count increment */
  94         mtx_lock_spin(&ap_boot_mtx);
  95         ap_awake++;
  96         printf("SMP: AP CPU #%d launched\n", PCPU_GET(cpuid));
  97         mtx_unlock_spin(&ap_boot_mtx);
  98
  99         /* Start per-CPU event timers. */
 100         cpu_initclocks_ap();
 101
 102         /* Announce ourselves awake, and enter the scheduler */
 103         sched_throw(NULL);
 104 }
 105
 106 void
 107 cpu_mp_setmaxid(void)
 108 {
 109         struct cpuref cpuref;
 110         int error;
 111
 112         mp_ncpus = 0;
 113         mp_maxid = 0;
 114         error = platform_smp_first_cpu(&cpuref);
 115         while (!error) {
 116                 mp_ncpus++;
 117                 mp_maxid = max(cpuref.cr_cpuid, mp_maxid);
 118                 error = platform_smp_next_cpu(&cpuref);
 119         }
 120         /* Sanity. */
 121         if (mp_ncpus == 0)
 122                 mp_ncpus = 1;
 123 }
 124
 125 int
 126 cpu_mp_probe(void)
 127 {
 128
 129         /*
 130          * We're not going to enable SMP if there's only 1 processor.
 131          */
 132         return (mp_ncpus > 1);
 133 }
 134
 135 void
 136 cpu_mp_start(void)
 137 {
 138         struct cpuref bsp, cpu;
 139         struct pcpu *pc;
 140         int error;
 141
 142         error = platform_smp_get_bsp(&bsp);
 143         KASSERT(error == 0, ("Don't know BSP"));
 144
 145         error = platform_smp_first_cpu(&cpu);
 146         while (!error) {
 147                 if (cpu.cr_cpuid >= MAXCPU) {
 148                         printf("SMP: cpu%d: skipped -- ID out of range\n",
 149                             cpu.cr_cpuid);
 150                         goto next;
 151                 }
 152                 if (CPU_ISSET(cpu.cr_cpuid, &all_cpus)) {
 153                         printf("SMP: cpu%d: skipped - duplicate ID\n",
 154                             cpu.cr_cpuid);
 155                         goto next;
 156                 }
 157                 if (cpu.cr_cpuid != bsp.cr_cpuid) {
 158                         void *dpcpu;
 159
 160                         pc = &__pcpu[cpu.cr_cpuid];
 161                         dpcpu = (void *)kmem_malloc(kernel_arena, DPCPU_SIZE,
 162                             M_WAITOK | M_ZERO);
 163                         pcpu_init(pc, cpu.cr_cpuid, sizeof(*pc));
 164                         dpcpu_init(dpcpu, cpu.cr_cpuid);
 165                 } else {
 166                         pc = pcpup;
 167                         pc->pc_cpuid = bsp.cr_cpuid;
 168                         pc->pc_bsp = 1;
 169                 }
 170                 pc->pc_hwref = cpu.cr_hwref;
 171                 CPU_SET(pc->pc_cpuid, &all_cpus);
 172 next:
 173                 error = platform_smp_next_cpu(&cpu);
 174         }
 175 }
 176
 177 void
 178 cpu_mp_announce(void)
 179 {
 180         struct pcpu *pc;
 181         int i;
 182
 183         if (!bootverbose)
 184                 return;
 185
 186         CPU_FOREACH(i) {
 187                 pc = pcpu_find(i);
 188                 if (pc == NULL)
 189                         continue;
 190                 printf("cpu%d: dev=%x", i, (int)pc->pc_hwref);
 191                 if (pc->pc_bsp)
 192                         printf(" (BSP)");
 193                 printf("\n");
 194         }
 195 }
 196
 197 static void
 198 cpu_mp_unleash(void *dummy)
 199 {
 200         struct pcpu *pc;
 201         int cpus, timeout;
 202
 203         if (mp_ncpus <= 1)
 204                 return;
 205
 206         mtx_init(&ap_boot_mtx, "ap boot", NULL, MTX_SPIN);
 207
 208         cpus = 0;
 209         smp_cpus = 0;
 210 #ifdef BOOKE
 211         tlb1_ap_prep();
 212 #endif
 213         STAILQ_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
 214                 cpus++;
 215                 if (!pc->pc_bsp) {
 216                         if (bootverbose)
 217                                 printf("Waking up CPU %d (dev=%x)\n",
 218                                     pc->pc_cpuid, (int)pc->pc_hwref);
 219
 220                         platform_smp_start_cpu(pc);
 221
 222                         timeout = 2000; /* wait 2sec for the AP */
 223                         while (!pc->pc_awake && --timeout > 0)
 224                                 DELAY(1000);
 225
 226                 } else {
 227                         PCPU_SET(pir, mfspr(SPR_PIR));
 228                         pc->pc_awake = 1;
 229                 }
 230                 if (pc->pc_awake) {
 231                         if (bootverbose)
 232                                 printf("Adding CPU %d, pir=%x, awake=%x\n",
 233                                     pc->pc_cpuid, pc->pc_pir, pc->pc_awake);
 234                         smp_cpus++;
 235                 } else
 236                         CPU_SET(pc->pc_cpuid, &stopped_cpus);
 237         }
 238
 239         ap_awake = 1;
 240
 241         /* Provide our current DEC and TB values for APs */
 242         ap_timebase = mftb() + 10;
 243         __asm __volatile("msync; isync");
 244
 245         /* Let APs continue */
 246         atomic_store_rel_int(&ap_letgo, 1);
 247
 248         platform_smp_timebase_sync(ap_timebase, 0);
 249
 250         while (ap_awake < smp_cpus)
 251                 ;
 252
 253         if (smp_cpus != cpus || cpus != mp_ncpus) {
 254                 printf("SMP: %d CPUs found; %d CPUs usable; %d CPUs woken\n",
 255                     mp_ncpus, cpus, smp_cpus);
 256         }
 257
 258         /* Let the APs get into the scheduler */
 259         DELAY(10000);
 260
 261         /* XXX Atomic set operation? */
 262         smp_started = 1;
 263 }
 264
 265 SYSINIT(start_aps, SI_SUB_SMP, SI_ORDER_FIRST, cpu_mp_unleash, NULL);
 266
 267 int
 268 powerpc_ipi_handler(void *arg)
 269 {
 270         u_int cpuid;
 271         uint32_t ipimask;
 272         int msg;
 273
 274         CTR2(KTR_SMP, "%s: MSR 0x%08x", __func__, mfmsr());
 275
 276         ipimask = atomic_readandclear_32(&(pcpup->pc_ipimask));
 277         if (ipimask == 0)
 278                 return (FILTER_STRAY);
 279         while ((msg = ffs(ipimask) - 1) != -1) {
 280                 ipimask &= ~(1u << msg);
 281                 ipi_msg_cnt[msg]++;
 282                 switch (msg) {
 283                 case IPI_AST:
 284                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_AST", __func__);
 285                         break;
 286                 case IPI_PREEMPT:
 287                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_PREEMPT", __func__);
 288                         sched_preempt(curthread);
 289                         break;
 290                 case IPI_RENDEZVOUS:
 291                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_RENDEZVOUS", __func__);
 292                         smp_rendezvous_action();
 293                         break;
 294                 case IPI_STOP:
 295
 296                         /*
 297                          * IPI_STOP_HARD is mapped to IPI_STOP so it is not
 298                          * necessary to add such case in the switch.
 299                          */
 300                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_STOP or IPI_STOP_HARD (stop)",
 301                             __func__);
 302                         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
 303                         savectx(&stoppcbs[cpuid]);
 304                         savectx(PCPU_GET(curpcb));
 305                         CPU_SET_ATOMIC(cpuid, &stopped_cpus);
 306                         while (!CPU_ISSET(cpuid, &started_cpus))
 307                                 cpu_spinwait();
 308                         CPU_CLR_ATOMIC(cpuid, &stopped_cpus);
 309                         CPU_CLR_ATOMIC(cpuid, &started_cpus);
 310                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_STOP (restart)", __func__);
 311                         break;
 312                 case IPI_HARDCLOCK:
 313                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_HARDCLOCK", __func__);
 314                         hardclockintr();
 315                         break;
 316                 }
 317         }
 318
 319         return (FILTER_HANDLED);
 320 }
 321
 322 static void
 323 ipi_send(struct pcpu *pc, int ipi)
 324 {
 325
 326         CTR4(KTR_SMP, "%s: pc=%p, targetcpu=%d, IPI=%d", __func__,
 327             pc, pc->pc_cpuid, ipi);
 328
 329         atomic_set_32(&pc->pc_ipimask, (1 << ipi));
 330         powerpc_sync();
 331         PIC_IPI(root_pic, pc->pc_cpuid);
 332
 333         CTR1(KTR_SMP, "%s: sent", __func__);
 334 }
 335
 336 /* Send an IPI to a set of cpus. */
 337 void
 338 ipi_selected(cpuset_t cpus, int ipi)
 339 {
 340         struct pcpu *pc;
 341
 342         STAILQ_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
 343                 if (CPU_ISSET(pc->pc_cpuid, &cpus))
 344                         ipi_send(pc, ipi);
 345         }
 346 }
 347
 348 /* Send an IPI to a specific CPU. */
 349 void
 350 ipi_cpu(int cpu, u_int ipi)
 351 {
 352
 353         ipi_send(cpuid_to_pcpu[cpu], ipi);
 354 }
 355
 356 /* Send an IPI to all CPUs EXCEPT myself. */
 357 void
 358 ipi_all_but_self(int ipi)
 359 {
 360         struct pcpu *pc;
 361
 362         STAILQ_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
 363                 if (pc != pcpup)
 364                         ipi_send(pc, ipi);
 365         }
 366 }