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 u_int ipi_msg_cnt[32];
  69 static struct mtx ap_boot_mtx;
  70 struct pcb stoppcbs[MAXCPU];
  71
  72 void
  73 machdep_ap_bootstrap(void)
  74 {
  75
  76         PCPU_SET(awake, 1);
  77         __asm __volatile("msync; isync");
  78
  79         while (ap_letgo == 0)
  80                 nop_prio_vlow();
  81         nop_prio_medium();
  82
  83         /*
  84          * Set timebase as soon as possible to meet an implicit rendezvous
  85          * from cpu_mp_unleash(), which sets ap_letgo and then immediately
  86          * sets timebase.
  87          *
  88          * Note that this is instrinsically racy and is only relevant on
  89          * platforms that do not support better mechanisms.
  90          */
  91         platform_smp_timebase_sync(ap_timebase, 1);
  92
  93         /* Give platform code a chance to do anything else necessary */
  94         platform_smp_ap_init();
  95
  96         /* Initialize decrementer */
  97         decr_ap_init();
  98
  99         /* Serialize console output and AP count increment */
 100         mtx_lock_spin(&ap_boot_mtx);
 101         ap_awake++;
 102         if (bootverbose)
 103                 printf("SMP: AP CPU #%d launched\n", PCPU_GET(cpuid));
 104         else
 105                 printf("%s%d%s", ap_awake == 2 ? "Launching APs: " : "",
 106                     PCPU_GET(cpuid), ap_awake == mp_ncpus ? "\n" : " ");
 107         mtx_unlock_spin(&ap_boot_mtx);
 108
 109         while(smp_started == 0)
 110                 ;
 111
 112         /* Start per-CPU event timers. */
 113         cpu_initclocks_ap();
 114
 115         /* Announce ourselves awake, and enter the scheduler */
 116         sched_throw(NULL);
 117 }
 118
 119 void
 120 cpu_mp_setmaxid(void)
 121 {
 122         struct cpuref cpuref;
 123         int error;
 124
 125         mp_ncpus = 0;
 126         mp_maxid = 0;
 127         error = platform_smp_first_cpu(&cpuref);
 128         while (!error) {
 129                 mp_ncpus++;
 130                 mp_maxid = max(cpuref.cr_cpuid, mp_maxid);
 131                 error = platform_smp_next_cpu(&cpuref);
 132         }
 133         /* Sanity. */
 134         if (mp_ncpus == 0)
 135                 mp_ncpus = 1;
 136 }
 137
 138 int
 139 cpu_mp_probe(void)
 140 {
 141
 142         /*
 143          * We're not going to enable SMP if there's only 1 processor.
 144          */
 145         return (mp_ncpus > 1);
 146 }
 147
 148 void
 149 cpu_mp_start(void)
 150 {
 151         struct cpuref bsp, cpu;
 152         struct pcpu *pc;
 153         int domain, error;
 154
 155         error = platform_smp_get_bsp(&bsp);
 156         KASSERT(error == 0, ("Don't know BSP"));
 157
 158         error = platform_smp_first_cpu(&cpu);
 159         while (!error) {
 160                 if (cpu.cr_cpuid >= MAXCPU) {
 161                         printf("SMP: cpu%d: skipped -- ID out of range\n",
 162                             cpu.cr_cpuid);
 163                         goto next;
 164                 }
 165                 if (CPU_ISSET(cpu.cr_cpuid, &all_cpus)) {
 166                         printf("SMP: cpu%d: skipped - duplicate ID\n",
 167                             cpu.cr_cpuid);
 168                         goto next;
 169                 }
 170
 171                 if (vm_ndomains > 1)
 172                         domain = cpu.cr_domain;
 173                 else
 174                         domain = 0;
 175
 176                 if (cpu.cr_cpuid != bsp.cr_cpuid) {
 177                         void *dpcpu;
 178
 179                         pc = &__pcpu[cpu.cr_cpuid];
 180                         dpcpu = (void *)kmem_malloc_domainset(DOMAINSET_PREF(domain),
 181                             DPCPU_SIZE, M_WAITOK | M_ZERO);
 182                         pcpu_init(pc, cpu.cr_cpuid, sizeof(*pc));
 183                         dpcpu_init(dpcpu, cpu.cr_cpuid);
 184                 } else {
 185                         pc = pcpup;
 186                         pc->pc_cpuid = bsp.cr_cpuid;
 187                         pc->pc_bsp = 1;
 188                 }
 189                 pc->pc_domain = domain;
 190                 pc->pc_hwref = cpu.cr_hwref;
 191
 192                 CPU_SET(pc->pc_cpuid, &cpuset_domain[pc->pc_domain]);
 193                 KASSERT(pc->pc_domain < MAXMEMDOM, ("bad domain value %d\n",
 194                     pc->pc_domain));
 195                 CPU_SET(pc->pc_cpuid, &all_cpus);
 196 next:
 197                 error = platform_smp_next_cpu(&cpu);
 198         }
 199
 200 #ifdef SMP
 201         platform_smp_probe_threads();
 202 #endif
 203 }
 204
 205 void
 206 cpu_mp_announce(void)
 207 {
 208         struct pcpu *pc;
 209         int i;
 210
 211         if (!bootverbose)
 212                 return;
 213
 214         CPU_FOREACH(i) {
 215                 pc = pcpu_find(i);
 216                 if (pc == NULL)
 217                         continue;
 218                 printf("cpu%d: dev=%x domain=%d ", i, (int)pc->pc_hwref, pc->pc_domain);
 219                 if (pc->pc_bsp)
 220                         printf(" (BSP)");
 221                 printf("\n");
 222         }
 223 }
 224
 225 static void
 226 cpu_mp_unleash(void *dummy)
 227 {
 228         struct pcpu *pc;
 229         int cpus, timeout;
 230         int ret;
 231
 232         if (mp_ncpus <= 1)
 233                 return;
 234
 235         mtx_init(&ap_boot_mtx, "ap boot", NULL, MTX_SPIN);
 236
 237         cpus = 0;
 238         smp_cpus = 0;
 239 #ifdef BOOKE
 240         tlb1_ap_prep();
 241 #endif
 242         STAILQ_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
 243                 cpus++;
 244                 if (!pc->pc_bsp) {
 245                         if (bootverbose)
 246                                 printf("Waking up CPU %d (dev=%x)\n",
 247                                     pc->pc_cpuid, (int)pc->pc_hwref);
 248
 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                 ipi_msg_cnt[msg]++;
 312                 switch (msg) {
 313                 case IPI_AST:
 314                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_AST", __func__);
 315                         break;
 316                 case IPI_PREEMPT:
 317                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_PREEMPT", __func__);
 318                         sched_preempt(curthread);
 319                         break;
 320                 case IPI_RENDEZVOUS:
 321                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_RENDEZVOUS", __func__);
 322                         smp_rendezvous_action();
 323                         break;
 324                 case IPI_STOP:
 325
 326                         /*
 327                          * IPI_STOP_HARD is mapped to IPI_STOP so it is not
 328                          * necessary to add such case in the switch.
 329                          */
 330                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_STOP or IPI_STOP_HARD (stop)",
 331                             __func__);
 332                         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
 333                         savectx(&stoppcbs[cpuid]);
 334                         CPU_SET_ATOMIC(cpuid, &stopped_cpus);
 335                         while (!CPU_ISSET(cpuid, &started_cpus))
 336                                 cpu_spinwait();
 337                         CPU_CLR_ATOMIC(cpuid, &stopped_cpus);
 338                         CPU_CLR_ATOMIC(cpuid, &started_cpus);
 339                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_STOP (restart)", __func__);
 340                         break;
 341                 case IPI_HARDCLOCK:
 342                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_HARDCLOCK", __func__);
 343                         hardclockintr();
 344                         break;
 345                 }
 346         }
 347
 348         return (FILTER_HANDLED);
 349 }
 350
 351 static void
 352 ipi_send(struct pcpu *pc, int ipi)
 353 {
 354
 355         CTR4(KTR_SMP, "%s: pc=%p, targetcpu=%d, IPI=%d", __func__,
 356             pc, pc->pc_cpuid, ipi);
 357
 358         atomic_set_32(&pc->pc_ipimask, (1 << ipi));
 359         powerpc_sync();
 360         PIC_IPI(root_pic, pc->pc_cpuid);
 361
 362         CTR1(KTR_SMP, "%s: sent", __func__);
 363 }
 364
 365 /* Send an IPI to a set of cpus. */
 366 void
 367 ipi_selected(cpuset_t cpus, int ipi)
 368 {
 369         struct pcpu *pc;
 370
 371         STAILQ_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
 372                 if (CPU_ISSET(pc->pc_cpuid, &cpus))
 373                         ipi_send(pc, ipi);
 374         }
 375 }
 376
 377 /* Send an IPI to a specific CPU. */
 378 void
 379 ipi_cpu(int cpu, u_int ipi)
 380 {
 381
 382         ipi_send(cpuid_to_pcpu[cpu], ipi);
 383 }
 384
 385 /* Send an IPI to all CPUs EXCEPT myself. */
 386 void
 387 ipi_all_but_self(int ipi)
 388 {
 389         struct pcpu *pc;
 390
 391         STAILQ_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
 392                 if (pc != pcpup)
 393                         ipi_send(pc, ipi);
 394         }
 395 }