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         error = platform_smp_first_cpu(&cpuref);
 117         while (!error) {
 118                 mp_ncpus++;
 119                 error = platform_smp_next_cpu(&cpuref);
 120         }
 121         /* Sanity. */
 122         if (mp_ncpus == 0)
 123                 mp_ncpus = 1;
 124
 125         /*
 126          * Set the largest cpuid we're going to use. This is necessary
 127          * for VM initialization.
 128          */
 129         mp_maxid = min(mp_ncpus, MAXCPU) - 1;
 130 }
 131
 132 int
 133 cpu_mp_probe(void)
 134 {
 135
 136         /*
 137          * We're not going to enable SMP if there's only 1 processor.
 138          */
 139         return (mp_ncpus > 1);
 140 }
 141
 142 void
 143 cpu_mp_start(void)
 144 {
 145         struct cpuref bsp, cpu;
 146         struct pcpu *pc;
 147         int error;
 148
 149         error = platform_smp_get_bsp(&bsp);
 150         KASSERT(error == 0, ("Don't know BSP"));
 151         KASSERT(bsp.cr_cpuid == 0, ("%s: cpuid != 0", __func__));
 152
 153         error = platform_smp_first_cpu(&cpu);
 154         while (!error) {
 155                 if (cpu.cr_cpuid >= MAXCPU) {
 156                         printf("SMP: cpu%d: skipped -- ID out of range\n",
 157                             cpu.cr_cpuid);
 158                         goto next;
 159                 }
 160                 if (CPU_ISSET(cpu.cr_cpuid, &all_cpus)) {
 161                         printf("SMP: cpu%d: skipped - duplicate ID\n",
 162                             cpu.cr_cpuid);
 163                         goto next;
 164                 }
 165                 if (cpu.cr_cpuid != bsp.cr_cpuid) {
 166                         void *dpcpu;
 167
 168                         pc = &__pcpu[cpu.cr_cpuid];
 169                         dpcpu = (void *)kmem_malloc(kernel_arena, DPCPU_SIZE,
 170                             M_WAITOK | M_ZERO);
 171                         pcpu_init(pc, cpu.cr_cpuid, sizeof(*pc));
 172                         dpcpu_init(dpcpu, cpu.cr_cpuid);
 173                 } else {
 174                         pc = pcpup;
 175                         pc->pc_cpuid = bsp.cr_cpuid;
 176                         pc->pc_bsp = 1;
 177                 }
 178                 pc->pc_hwref = cpu.cr_hwref;
 179                 CPU_SET(pc->pc_cpuid, &all_cpus);
 180 next:
 181                 error = platform_smp_next_cpu(&cpu);
 182         }
 183 }
 184
 185 void
 186 cpu_mp_announce(void)
 187 {
 188         struct pcpu *pc;
 189         int i;
 190
 191         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++) {
 192                 pc = pcpu_find(i);
 193                 if (pc == NULL)
 194                         continue;
 195                 printf("cpu%d: dev=%x", i, (int)pc->pc_hwref);
 196                 if (pc->pc_bsp)
 197                         printf(" (BSP)");
 198                 printf("\n");
 199         }
 200 }
 201
 202 static void
 203 cpu_mp_unleash(void *dummy)
 204 {
 205         struct pcpu *pc;
 206         int cpus, timeout;
 207
 208         if (mp_ncpus <= 1)
 209                 return;
 210
 211         mtx_init(&ap_boot_mtx, "ap boot", NULL, MTX_SPIN);
 212
 213         cpus = 0;
 214         smp_cpus = 0;
 215         STAILQ_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
 216                 cpus++;
 217                 if (!pc->pc_bsp) {
 218                         if (bootverbose)
 219                                 printf("Waking up CPU %d (dev=%x)\n",
 220                                     pc->pc_cpuid, (int)pc->pc_hwref);
 221
 222                         platform_smp_start_cpu(pc);
 223
 224                         timeout = 2000; /* wait 2sec for the AP */
 225                         while (!pc->pc_awake && --timeout > 0)
 226                                 DELAY(1000);
 227
 228                 } else {
 229                         PCPU_SET(pir, mfspr(SPR_PIR));
 230                         pc->pc_awake = 1;
 231                 }
 232                 if (pc->pc_awake) {
 233                         if (bootverbose)
 234                                 printf("Adding CPU %d, pir=%x, awake=%x\n",
 235                                     pc->pc_cpuid, pc->pc_pir, pc->pc_awake);
 236                         smp_cpus++;
 237                 } else
 238                         CPU_SET(pc->pc_cpuid, &stopped_cpus);
 239         }
 240
 241         ap_awake = 1;
 242
 243         /* Provide our current DEC and TB values for APs */
 244         ap_timebase = mftb() + 10;
 245         __asm __volatile("msync; isync");
 246
 247         /* Let APs continue */
 248         atomic_store_rel_int(&ap_letgo, 1);
 249
 250 #ifdef __powerpc64__
 251         /* Writing to the time base register is hypervisor-privileged */
 252         if (mfmsr() & PSL_HV)
 253                 mttb(ap_timebase);
 254 #else
 255         mttb(ap_timebase);
 256 #endif
 257
 258         while (ap_awake < smp_cpus)
 259                 ;
 260
 261         if (smp_cpus != cpus || cpus != mp_ncpus) {
 262                 printf("SMP: %d CPUs found; %d CPUs usable; %d CPUs woken\n",
 263                     mp_ncpus, cpus, smp_cpus);
 264         }
 265
 266         /* Let the APs get into the scheduler */
 267         DELAY(10000);
 268
 269         /* XXX Atomic set operation? */
 270         smp_started = 1;
 271 }
 272
 273 SYSINIT(start_aps, SI_SUB_SMP, SI_ORDER_FIRST, cpu_mp_unleash, NULL);
 274
 275 int
 276 powerpc_ipi_handler(void *arg)
 277 {
 278         u_int cpuid;
 279         uint32_t ipimask;
 280         int msg;
 281
 282         CTR2(KTR_SMP, "%s: MSR 0x%08x", __func__, mfmsr());
 283
 284         ipimask = atomic_readandclear_32(&(pcpup->pc_ipimask));
 285         if (ipimask == 0)
 286                 return (FILTER_STRAY);
 287         while ((msg = ffs(ipimask) - 1) != -1) {
 288                 ipimask &= ~(1u << msg);
 289                 ipi_msg_cnt[msg]++;
 290                 switch (msg) {
 291                 case IPI_AST:
 292                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_AST", __func__);
 293                         break;
 294                 case IPI_PREEMPT:
 295                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_PREEMPT", __func__);
 296                         sched_preempt(curthread);
 297                         break;
 298                 case IPI_RENDEZVOUS:
 299                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_RENDEZVOUS", __func__);
 300                         smp_rendezvous_action();
 301                         break;
 302                 case IPI_STOP:
 303
 304                         /*
 305                          * IPI_STOP_HARD is mapped to IPI_STOP so it is not
 306                          * necessary to add such case in the switch.
 307                          */
 308                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_STOP or IPI_STOP_HARD (stop)",
 309                             __func__);
 310                         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
 311                         savectx(&stoppcbs[cpuid]);
 312                         savectx(PCPU_GET(curpcb));
 313                         CPU_SET_ATOMIC(cpuid, &stopped_cpus);
 314                         while (!CPU_ISSET(cpuid, &started_cpus))
 315                                 cpu_spinwait();
 316                         CPU_CLR_ATOMIC(cpuid, &stopped_cpus);
 317                         CPU_CLR_ATOMIC(cpuid, &started_cpus);
 318                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_STOP (restart)", __func__);
 319                         break;
 320                 case IPI_HARDCLOCK:
 321                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_HARDCLOCK", __func__);
 322                         hardclockintr();
 323                         break;
 324                 }
 325         }
 326
 327         return (FILTER_HANDLED);
 328 }
 329
 330 static void
 331 ipi_send(struct pcpu *pc, int ipi)
 332 {
 333
 334         CTR4(KTR_SMP, "%s: pc=%p, targetcpu=%d, IPI=%d", __func__,
 335             pc, pc->pc_cpuid, ipi);
 336
 337         atomic_set_32(&pc->pc_ipimask, (1 << ipi));
 338         powerpc_sync();
 339         PIC_IPI(root_pic, pc->pc_cpuid);
 340
 341         CTR1(KTR_SMP, "%s: sent", __func__);
 342 }
 343
 344 /* Send an IPI to a set of cpus. */
 345 void
 346 ipi_selected(cpuset_t cpus, int ipi)
 347 {
 348         struct pcpu *pc;
 349
 350         STAILQ_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
 351                 if (CPU_ISSET(pc->pc_cpuid, &cpus))
 352                         ipi_send(pc, ipi);
 353         }
 354 }
 355
 356 /* Send an IPI to a specific CPU. */
 357 void
 358 ipi_cpu(int cpu, u_int ipi)
 359 {
 360
 361         ipi_send(cpuid_to_pcpu[cpu], ipi);
 362 }
 363
 364 /* Send an IPI to all CPUs EXCEPT myself. */
 365 void
 366 ipi_all_but_self(int ipi)
 367 {
 368         struct pcpu *pc;
 369
 370         STAILQ_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
 371                 if (pc != pcpup)
 372                         ipi_send(pc, ipi);
 373         }
 374 }