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 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         PCPU_SET(awake, 1);
  76         __asm __volatile("msync; isync");
  77
  78         while (ap_letgo == 0)
  79                 nop_prio_vlow();
  80         nop_prio_medium();
  81
  82         /*
  83          * Set timebase as soon as possible to meet an implicit rendezvous
  84          * from cpu_mp_unleash(), which sets ap_letgo and then immediately
  85          * sets timebase.
  86          *
  87          * Note that this is instrinsically racy and is only relevant on
  88          * platforms that do not support better mechanisms.
  89          */
  90         platform_smp_timebase_sync(ap_timebase, 1);
  91
  92         /* Give platform code a chance to do anything else necessary */
  93         platform_smp_ap_init();
  94
  95         /* Initialize decrementer */
  96         decr_ap_init();
  97
  98         /* Serialize console output and AP count increment */
  99         mtx_lock_spin(&ap_boot_mtx);
 100         ap_awake++;
 101         if (bootverbose)
 102                 printf("SMP: AP CPU #%d launched\n", PCPU_GET(cpuid));
 103         else
 104                 printf("%s%d%s", ap_awake == 2 ? "Launching APs: " : "",
 105                     PCPU_GET(cpuid), ap_awake == mp_ncpus ? "\n" : " ");
 106         mtx_unlock_spin(&ap_boot_mtx);
 107
 108         while(smp_started == 0)
 109                 ;
 110
 111         /* Start per-CPU event timers. */
 112         cpu_initclocks_ap();
 113
 114         /* Announce ourselves awake, and enter the scheduler */
 115         sched_throw(NULL);
 116 }
 117
 118 void
 119 cpu_mp_setmaxid(void)
 120 {
 121         struct cpuref cpuref;
 122         int error;
 123
 124         mp_ncpus = 0;
 125         mp_maxid = 0;
 126         error = platform_smp_first_cpu(&cpuref);
 127         while (!error) {
 128                 mp_ncpus++;
 129                 mp_maxid = max(cpuref.cr_cpuid, mp_maxid);
 130                 error = platform_smp_next_cpu(&cpuref);
 131         }
 132         /* Sanity. */
 133         if (mp_ncpus == 0)
 134                 mp_ncpus = 1;
 135 }
 136
 137 int
 138 cpu_mp_probe(void)
 139 {
 140
 141         /*
 142          * We're not going to enable SMP if there's only 1 processor.
 143          */
 144         return (mp_ncpus > 1);
 145 }
 146
 147 void
 148 cpu_mp_start(void)
 149 {
 150         struct cpuref bsp, cpu;
 151         struct pcpu *pc;
 152         int error;
 153
 154         error = platform_smp_get_bsp(&bsp);
 155         KASSERT(error == 0, ("Don't know BSP"));
 156
 157         error = platform_smp_first_cpu(&cpu);
 158         while (!error) {
 159                 if (cpu.cr_cpuid >= MAXCPU) {
 160                         printf("SMP: cpu%d: skipped -- ID out of range\n",
 161                             cpu.cr_cpuid);
 162                         goto next;
 163                 }
 164                 if (CPU_ISSET(cpu.cr_cpuid, &all_cpus)) {
 165                         printf("SMP: cpu%d: skipped - duplicate ID\n",
 166                             cpu.cr_cpuid);
 167                         goto next;
 168                 }
 169                 if (cpu.cr_cpuid != bsp.cr_cpuid) {
 170                         void *dpcpu;
 171
 172                         pc = &__pcpu[cpu.cr_cpuid];
 173                         dpcpu = (void *)kmem_malloc(DPCPU_SIZE, M_WAITOK |
 174                             M_ZERO);
 175                         pcpu_init(pc, cpu.cr_cpuid, sizeof(*pc));
 176                         dpcpu_init(dpcpu, cpu.cr_cpuid);
 177                 } else {
 178                         pc = pcpup;
 179                         pc->pc_cpuid = bsp.cr_cpuid;
 180                         pc->pc_bsp = 1;
 181                 }
 182                 pc->pc_hwref = cpu.cr_hwref;
 183
 184                 if (vm_ndomains > 1)
 185                         pc->pc_domain = cpu.cr_domain;
 186                 else
 187                         pc->pc_domain = 0;
 188
 189                 CPU_SET(pc->pc_cpuid, &cpuset_domain[pc->pc_domain]);
 190                 KASSERT(pc->pc_domain < MAXMEMDOM, ("bad domain value %d\n",
 191                     pc->pc_domain));
 192                 CPU_SET(pc->pc_cpuid, &all_cpus);
 193 next:
 194                 error = platform_smp_next_cpu(&cpu);
 195         }
 196
 197 #ifdef SMP
 198         platform_smp_probe_threads();
 199 #endif
 200 }
 201
 202 void
 203 cpu_mp_announce(void)
 204 {
 205         struct pcpu *pc;
 206         int i;
 207
 208         if (!bootverbose)
 209                 return;
 210
 211         CPU_FOREACH(i) {
 212                 pc = pcpu_find(i);
 213                 if (pc == NULL)
 214                         continue;
 215                 printf("cpu%d: dev=%x domain=%d ", i, (int)pc->pc_hwref, pc->pc_domain);
 216                 if (pc->pc_bsp)
 217                         printf(" (BSP)");
 218                 printf("\n");
 219         }
 220 }
 221
 222 static void
 223 cpu_mp_unleash(void *dummy)
 224 {
 225         struct pcpu *pc;
 226         int cpus, timeout;
 227         int ret;
 228
 229         if (mp_ncpus <= 1)
 230                 return;
 231
 232         mtx_init(&ap_boot_mtx, "ap boot", NULL, MTX_SPIN);
 233
 234         cpus = 0;
 235         smp_cpus = 0;
 236 #ifdef BOOKE
 237         tlb1_ap_prep();
 238 #endif
 239         STAILQ_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
 240                 cpus++;
 241                 if (!pc->pc_bsp) {
 242                         if (bootverbose)
 243                                 printf("Waking up CPU %d (dev=%x)\n",
 244                                     pc->pc_cpuid, (int)pc->pc_hwref);
 245
 246                         ret = platform_smp_start_cpu(pc);
 247                         if (ret == 0) {
 248                                 timeout = 2000; /* wait 2sec for the AP */
 249                                 while (!pc->pc_awake && --timeout > 0)
 250                                         DELAY(1000);
 251                         }
 252                 } else {
 253                         pc->pc_awake = 1;
 254                 }
 255                 if (pc->pc_awake) {
 256                         if (bootverbose)
 257                                 printf("Adding CPU %d, hwref=%jx, awake=%x\n",
 258                                     pc->pc_cpuid, (uintmax_t)pc->pc_hwref,
 259                                     pc->pc_awake);
 260                         smp_cpus++;
 261                 } else
 262                         CPU_SET(pc->pc_cpuid, &stopped_cpus);
 263         }
 264
 265         ap_awake = 1;
 266
 267         /* Provide our current DEC and TB values for APs */
 268         ap_timebase = mftb() + 10;
 269         __asm __volatile("msync; isync");
 270
 271         /* Let APs continue */
 272         atomic_store_rel_int(&ap_letgo, 1);
 273
 274         platform_smp_timebase_sync(ap_timebase, 0);
 275
 276         while (ap_awake < smp_cpus)
 277                 ;
 278
 279         if (smp_cpus != cpus || cpus != mp_ncpus) {
 280                 printf("SMP: %d CPUs found; %d CPUs usable; %d CPUs woken\n",
 281                     mp_ncpus, cpus, smp_cpus);
 282         }
 283
 284         if (smp_cpus > 1)
 285                 atomic_store_rel_int(&smp_started, 1);
 286
 287         /* Let the APs get into the scheduler */
 288         DELAY(10000);
 289
 290 }
 291
 292 SYSINIT(start_aps, SI_SUB_SMP, SI_ORDER_FIRST, cpu_mp_unleash, NULL);
 293
 294 int
 295 powerpc_ipi_handler(void *arg)
 296 {
 297         u_int cpuid;
 298         uint32_t ipimask;
 299         int msg;
 300
 301         CTR2(KTR_SMP, "%s: MSR 0x%08x", __func__, mfmsr());
 302
 303         ipimask = atomic_readandclear_32(&(pcpup->pc_ipimask));
 304         if (ipimask == 0)
 305                 return (FILTER_STRAY);
 306         while ((msg = ffs(ipimask) - 1) != -1) {
 307                 ipimask &= ~(1u << msg);
 308                 ipi_msg_cnt[msg]++;
 309                 switch (msg) {
 310                 case IPI_AST:
 311                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_AST", __func__);
 312                         break;
 313                 case IPI_PREEMPT:
 314                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_PREEMPT", __func__);
 315                         sched_preempt(curthread);
 316                         break;
 317                 case IPI_RENDEZVOUS:
 318                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_RENDEZVOUS", __func__);
 319                         smp_rendezvous_action();
 320                         break;
 321                 case IPI_STOP:
 322
 323                         /*
 324                          * IPI_STOP_HARD is mapped to IPI_STOP so it is not
 325                          * necessary to add such case in the switch.
 326                          */
 327                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_STOP or IPI_STOP_HARD (stop)",
 328                             __func__);
 329                         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
 330                         savectx(&stoppcbs[cpuid]);
 331                         savectx(PCPU_GET(curpcb));
 332                         CPU_SET_ATOMIC(cpuid, &stopped_cpus);
 333                         while (!CPU_ISSET(cpuid, &started_cpus))
 334                                 cpu_spinwait();
 335                         CPU_CLR_ATOMIC(cpuid, &stopped_cpus);
 336                         CPU_CLR_ATOMIC(cpuid, &started_cpus);
 337                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_STOP (restart)", __func__);
 338                         break;
 339                 case IPI_HARDCLOCK:
 340                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_HARDCLOCK", __func__);
 341                         hardclockintr();
 342                         break;
 343                 }
 344         }
 345
 346         return (FILTER_HANDLED);
 347 }
 348
 349 static void
 350 ipi_send(struct pcpu *pc, int ipi)
 351 {
 352
 353         CTR4(KTR_SMP, "%s: pc=%p, targetcpu=%d, IPI=%d", __func__,
 354             pc, pc->pc_cpuid, ipi);
 355
 356         atomic_set_32(&pc->pc_ipimask, (1 << ipi));
 357         powerpc_sync();
 358         PIC_IPI(root_pic, pc->pc_cpuid);
 359
 360         CTR1(KTR_SMP, "%s: sent", __func__);
 361 }
 362
 363 /* Send an IPI to a set of cpus. */
 364 void
 365 ipi_selected(cpuset_t cpus, int ipi)
 366 {
 367         struct pcpu *pc;
 368
 369         STAILQ_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
 370                 if (CPU_ISSET(pc->pc_cpuid, &cpus))
 371                         ipi_send(pc, ipi);
 372         }
 373 }
 374
 375 /* Send an IPI to a specific CPU. */
 376 void
 377 ipi_cpu(int cpu, u_int ipi)
 378 {
 379
 380         ipi_send(cpuid_to_pcpu[cpu], ipi);
 381 }
 382
 383 /* Send an IPI to all CPUs EXCEPT myself. */
 384 void
 385 ipi_all_but_self(int ipi)
 386 {
 387         struct pcpu *pc;
 388
 389         STAILQ_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
 390                 if (pc != pcpup)
 391                         ipi_send(pc, ipi);
 392         }
 393 }