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         PCPU_SET(awake, 1);
  78         __asm __volatile("msync; isync");
  79
  80         while (ap_letgo == 0)
  81                 __asm __volatile("or 27,27,27");
  82         __asm __volatile("or 6,6,6");
  83
  84         /*
  85          * Set timebase as soon as possible to meet an implicit rendezvous
  86          * from cpu_mp_unleash(), which sets ap_letgo and then immediately
  87          * sets timebase.
  88          *
  89          * Note that this is instrinsically racy and is only relevant on
  90          * platforms that do not support better mechanisms.
  91          */
  92         platform_smp_timebase_sync(ap_timebase, 1);
  93
  94         /* Give platform code a chance to do anything else necessary */
  95         platform_smp_ap_init();
  96
  97         /* Initialize decrementer */
  98         decr_ap_init();
  99
 100         /* Serialize console output and AP count increment */
 101         mtx_lock_spin(&ap_boot_mtx);
 102         ap_awake++;
 103         printf("SMP: AP CPU #%d launched\n", PCPU_GET(cpuid));
 104         mtx_unlock_spin(&ap_boot_mtx);
 105
 106         while(smp_started == 0)
 107                 ;
 108
 109         /* Start per-CPU event timers. */
 110         cpu_initclocks_ap();
 111
 112         /* Announce ourselves awake, and enter the scheduler */
 113         sched_throw(NULL);
 114 }
 115
 116 void
 117 cpu_mp_setmaxid(void)
 118 {
 119         struct cpuref cpuref;
 120         int error;
 121
 122         mp_ncpus = 0;
 123         mp_maxid = 0;
 124         error = platform_smp_first_cpu(&cpuref);
 125         while (!error) {
 126                 mp_ncpus++;
 127                 mp_maxid = max(cpuref.cr_cpuid, mp_maxid);
 128                 error = platform_smp_next_cpu(&cpuref);
 129         }
 130         /* Sanity. */
 131         if (mp_ncpus == 0)
 132                 mp_ncpus = 1;
 133 }
 134
 135 int
 136 cpu_mp_probe(void)
 137 {
 138
 139         /*
 140          * We're not going to enable SMP if there's only 1 processor.
 141          */
 142         return (mp_ncpus > 1);
 143 }
 144
 145 void
 146 cpu_mp_start(void)
 147 {
 148         struct cpuref bsp, cpu;
 149         struct pcpu *pc;
 150         int error;
 151
 152         error = platform_smp_get_bsp(&bsp);
 153         KASSERT(error == 0, ("Don't know BSP"));
 154
 155         error = platform_smp_first_cpu(&cpu);
 156         while (!error) {
 157                 if (cpu.cr_cpuid >= MAXCPU) {
 158                         printf("SMP: cpu%d: skipped -- ID out of range\n",
 159                             cpu.cr_cpuid);
 160                         goto next;
 161                 }
 162                 if (CPU_ISSET(cpu.cr_cpuid, &all_cpus)) {
 163                         printf("SMP: cpu%d: skipped - duplicate ID\n",
 164                             cpu.cr_cpuid);
 165                         goto next;
 166                 }
 167                 if (cpu.cr_cpuid != bsp.cr_cpuid) {
 168                         void *dpcpu;
 169
 170                         pc = &__pcpu[cpu.cr_cpuid];
 171                         dpcpu = (void *)kmem_malloc(kernel_arena, DPCPU_SIZE,
 172                             M_WAITOK | M_ZERO);
 173                         pcpu_init(pc, cpu.cr_cpuid, sizeof(*pc));
 174                         dpcpu_init(dpcpu, cpu.cr_cpuid);
 175                 } else {
 176                         pc = pcpup;
 177                         pc->pc_cpuid = bsp.cr_cpuid;
 178                         pc->pc_bsp = 1;
 179                 }
 180                 pc->pc_hwref = cpu.cr_hwref;
 181                 CPU_SET(pc->pc_cpuid, &all_cpus);
 182 next:
 183                 error = platform_smp_next_cpu(&cpu);
 184         }
 185 }
 186
 187 void
 188 cpu_mp_announce(void)
 189 {
 190         struct pcpu *pc;
 191         int i;
 192
 193         if (!bootverbose)
 194                 return;
 195
 196         CPU_FOREACH(i) {
 197                 pc = pcpu_find(i);
 198                 if (pc == NULL)
 199                         continue;
 200                 printf("cpu%d: dev=%x", i, (int)pc->pc_hwref);
 201                 if (pc->pc_bsp)
 202                         printf(" (BSP)");
 203                 printf("\n");
 204         }
 205 }
 206
 207 static void
 208 cpu_mp_unleash(void *dummy)
 209 {
 210         struct pcpu *pc;
 211         int cpus, timeout;
 212         int ret;
 213
 214         if (mp_ncpus <= 1)
 215                 return;
 216
 217         mtx_init(&ap_boot_mtx, "ap boot", NULL, MTX_SPIN);
 218
 219         cpus = 0;
 220         smp_cpus = 0;
 221 #ifdef BOOKE
 222         tlb1_ap_prep();
 223 #endif
 224         STAILQ_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
 225                 cpus++;
 226                 if (!pc->pc_bsp) {
 227                         if (bootverbose)
 228                                 printf("Waking up CPU %d (dev=%x)\n",
 229                                     pc->pc_cpuid, (int)pc->pc_hwref);
 230
 231                         ret = platform_smp_start_cpu(pc);
 232                         if (ret == 0) {
 233                                 timeout = 2000; /* wait 2sec for the AP */
 234                                 while (!pc->pc_awake && --timeout > 0)
 235                                         DELAY(1000);
 236                         }
 237                 } else {
 238                         pc->pc_awake = 1;
 239                 }
 240                 if (pc->pc_awake) {
 241                         if (bootverbose)
 242                                 printf("Adding CPU %d, hwref=%jx, awake=%x\n",
 243                                     pc->pc_cpuid, (uintmax_t)pc->pc_hwref,
 244                                     pc->pc_awake);
 245                         smp_cpus++;
 246                 } else
 247                         CPU_SET(pc->pc_cpuid, &stopped_cpus);
 248         }
 249
 250         ap_awake = 1;
 251
 252         /* Provide our current DEC and TB values for APs */
 253         ap_timebase = mftb() + 10;
 254         __asm __volatile("msync; isync");
 255
 256         /* Let APs continue */
 257         atomic_store_rel_int(&ap_letgo, 1);
 258
 259         platform_smp_timebase_sync(ap_timebase, 0);
 260
 261         while (ap_awake < smp_cpus)
 262                 ;
 263
 264         if (smp_cpus != cpus || cpus != mp_ncpus) {
 265                 printf("SMP: %d CPUs found; %d CPUs usable; %d CPUs woken\n",
 266                     mp_ncpus, cpus, smp_cpus);
 267         }
 268
 269         if (smp_cpus > 1)
 270                 atomic_store_rel_int(&smp_started, 1);
 271
 272         /* Let the APs get into the scheduler */
 273         DELAY(10000);
 274
 275 }
 276
 277 SYSINIT(start_aps, SI_SUB_SMP, SI_ORDER_FIRST, cpu_mp_unleash, NULL);
 278
 279 int
 280 powerpc_ipi_handler(void *arg)
 281 {
 282         u_int cpuid;
 283         uint32_t ipimask;
 284         int msg;
 285
 286         CTR2(KTR_SMP, "%s: MSR 0x%08x", __func__, mfmsr());
 287
 288         ipimask = atomic_readandclear_32(&(pcpup->pc_ipimask));
 289         if (ipimask == 0)
 290                 return (FILTER_STRAY);
 291         while ((msg = ffs(ipimask) - 1) != -1) {
 292                 ipimask &= ~(1u << msg);
 293                 ipi_msg_cnt[msg]++;
 294                 switch (msg) {
 295                 case IPI_AST:
 296                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_AST", __func__);
 297                         break;
 298                 case IPI_PREEMPT:
 299                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_PREEMPT", __func__);
 300                         sched_preempt(curthread);
 301                         break;
 302                 case IPI_RENDEZVOUS:
 303                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_RENDEZVOUS", __func__);
 304                         smp_rendezvous_action();
 305                         break;
 306                 case IPI_STOP:
 307
 308                         /*
 309                          * IPI_STOP_HARD is mapped to IPI_STOP so it is not
 310                          * necessary to add such case in the switch.
 311                          */
 312                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_STOP or IPI_STOP_HARD (stop)",
 313                             __func__);
 314                         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
 315                         savectx(&stoppcbs[cpuid]);
 316                         savectx(PCPU_GET(curpcb));
 317                         CPU_SET_ATOMIC(cpuid, &stopped_cpus);
 318                         while (!CPU_ISSET(cpuid, &started_cpus))
 319                                 cpu_spinwait();
 320                         CPU_CLR_ATOMIC(cpuid, &stopped_cpus);
 321                         CPU_CLR_ATOMIC(cpuid, &started_cpus);
 322                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_STOP (restart)", __func__);
 323                         break;
 324                 case IPI_HARDCLOCK:
 325                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_HARDCLOCK", __func__);
 326                         hardclockintr();
 327                         break;
 328                 }
 329         }
 330
 331         return (FILTER_HANDLED);
 332 }
 333
 334 static void
 335 ipi_send(struct pcpu *pc, int ipi)
 336 {
 337
 338         CTR4(KTR_SMP, "%s: pc=%p, targetcpu=%d, IPI=%d", __func__,
 339             pc, pc->pc_cpuid, ipi);
 340
 341         atomic_set_32(&pc->pc_ipimask, (1 << ipi));
 342         powerpc_sync();
 343         PIC_IPI(root_pic, pc->pc_cpuid);
 344
 345         CTR1(KTR_SMP, "%s: sent", __func__);
 346 }
 347
 348 /* Send an IPI to a set of cpus. */
 349 void
 350 ipi_selected(cpuset_t cpus, int ipi)
 351 {
 352         struct pcpu *pc;
 353
 354         STAILQ_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
 355                 if (CPU_ISSET(pc->pc_cpuid, &cpus))
 356                         ipi_send(pc, ipi);
 357         }
 358 }
 359
 360 /* Send an IPI to a specific CPU. */
 361 void
 362 ipi_cpu(int cpu, u_int ipi)
 363 {
 364
 365         ipi_send(cpuid_to_pcpu[cpu], ipi);
 366 }
 367
 368 /* Send an IPI to all CPUs EXCEPT myself. */
 369 void
 370 ipi_all_but_self(int ipi)
 371 {
 372         struct pcpu *pc;
 373
 374         STAILQ_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
 375                 if (pc != pcpup)
 376                         ipi_send(pc, ipi);
 377         }
 378 }