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 int longfault(faultbuf, int);
  71
  72 void
  73 machdep_ap_bootstrap(void)
  74 {
  75
  76         /* Set PIR */
  77         PCPU_SET(pir, mfspr(SPR_PIR));
  78         PCPU_SET(awake, 1);
  79         __asm __volatile("msync; isync");
  80
  81         while (ap_letgo == 0)
  82                 ;
  83
  84         /* Initialize DEC and TB, sync with the BSP values */
  85 #ifdef __powerpc64__
  86         /* Writing to the time base register is hypervisor-privileged */
  87         if (mfmsr() & PSL_HV)
  88                 mttb(ap_timebase);
  89 #else
  90         mttb(ap_timebase);
  91 #endif
  92         decr_ap_init();
  93
  94         /* Give platform code a chance to do anything necessary */
  95         platform_smp_ap_init();
  96
  97         /* Serialize console output and AP count increment */
  98         mtx_lock_spin(&ap_boot_mtx);
  99         ap_awake++;
 100         printf("SMP: AP CPU #%d launched\n", PCPU_GET(cpuid));
 101         mtx_unlock_spin(&ap_boot_mtx);
 102
 103         /* Start per-CPU event timers. */
 104         cpu_initclocks_ap();
 105
 106         /* Announce ourselves awake, and enter the scheduler */
 107         sched_throw(NULL);
 108 }
 109
 110 void
 111 cpu_mp_setmaxid(void)
 112 {
 113         struct cpuref cpuref;
 114         int error;
 115
 116         mp_ncpus = 0;
 117         error = platform_smp_first_cpu(&cpuref);
 118         while (!error) {
 119                 mp_ncpus++;
 120                 error = platform_smp_next_cpu(&cpuref);
 121         }
 122         /* Sanity. */
 123         if (mp_ncpus == 0)
 124                 mp_ncpus = 1;
 125
 126         /*
 127          * Set the largest cpuid we're going to use. This is necessary
 128          * for VM initialization.
 129          */
 130         mp_maxid = min(mp_ncpus, MAXCPU) - 1;
 131 }
 132
 133 int
 134 cpu_mp_probe(void)
 135 {
 136
 137         /*
 138          * We're not going to enable SMP if there's only 1 processor.
 139          */
 140         return (mp_ncpus > 1);
 141 }
 142
 143 void
 144 cpu_mp_start(void)
 145 {
 146         struct cpuref bsp, cpu;
 147         struct pcpu *pc;
 148         int error;
 149
 150         error = platform_smp_get_bsp(&bsp);
 151         KASSERT(error == 0, ("Don't know BSP"));
 152         KASSERT(bsp.cr_cpuid == 0, ("%s: cpuid != 0", __func__));
 153
 154         error = platform_smp_first_cpu(&cpu);
 155         while (!error) {
 156                 if (cpu.cr_cpuid >= MAXCPU) {
 157                         printf("SMP: cpu%d: skipped -- ID out of range\n",
 158                             cpu.cr_cpuid);
 159                         goto next;
 160                 }
 161                 if (CPU_ISSET(cpu.cr_cpuid, &all_cpus)) {
 162                         printf("SMP: cpu%d: skipped - duplicate ID\n",
 163                             cpu.cr_cpuid);
 164                         goto next;
 165                 }
 166                 if (cpu.cr_cpuid != bsp.cr_cpuid) {
 167                         void *dpcpu;
 168
 169                         pc = &__pcpu[cpu.cr_cpuid];
 170                         dpcpu = (void *)kmem_malloc(kernel_arena, DPCPU_SIZE,
 171                             M_WAITOK | M_ZERO);
 172                         pcpu_init(pc, cpu.cr_cpuid, sizeof(*pc));
 173                         dpcpu_init(dpcpu, cpu.cr_cpuid);
 174                 } else {
 175                         pc = pcpup;
 176                         pc->pc_cpuid = bsp.cr_cpuid;
 177                         pc->pc_bsp = 1;
 178                 }
 179                 pc->pc_hwref = cpu.cr_hwref;
 180                 CPU_SET(pc->pc_cpuid, &all_cpus);
 181 next:
 182                 error = platform_smp_next_cpu(&cpu);
 183         }
 184 }
 185
 186 void
 187 cpu_mp_announce(void)
 188 {
 189         struct pcpu *pc;
 190         int i;
 191
 192         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++) {
 193                 pc = pcpu_find(i);
 194                 if (pc == NULL)
 195                         continue;
 196                 printf("cpu%d: dev=%x", i, (int)pc->pc_hwref);
 197                 if (pc->pc_bsp)
 198                         printf(" (BSP)");
 199                 printf("\n");
 200         }
 201 }
 202
 203 static void
 204 cpu_mp_unleash(void *dummy)
 205 {
 206         struct pcpu *pc;
 207         int cpus, timeout;
 208
 209         if (mp_ncpus <= 1)
 210                 return;
 211
 212         mtx_init(&ap_boot_mtx, "ap boot", NULL, MTX_SPIN);
 213
 214         cpus = 0;
 215         smp_cpus = 0;
 216         STAILQ_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
 217                 cpus++;
 218                 if (!pc->pc_bsp) {
 219                         if (bootverbose)
 220                                 printf("Waking up CPU %d (dev=%x)\n",
 221                                     pc->pc_cpuid, (int)pc->pc_hwref);
 222
 223                         platform_smp_start_cpu(pc);
 224
 225                         timeout = 2000; /* wait 2sec for the AP */
 226                         while (!pc->pc_awake && --timeout > 0)
 227                                 DELAY(1000);
 228
 229                 } else {
 230                         PCPU_SET(pir, mfspr(SPR_PIR));
 231                         pc->pc_awake = 1;
 232                 }
 233                 if (pc->pc_awake) {
 234                         if (bootverbose)
 235                                 printf("Adding CPU %d, pir=%x, awake=%x\n",
 236                                     pc->pc_cpuid, pc->pc_pir, pc->pc_awake);
 237                         smp_cpus++;
 238                 } else
 239                         CPU_SET(pc->pc_cpuid, &stopped_cpus);
 240         }
 241
 242         ap_awake = 1;
 243
 244         /* Provide our current DEC and TB values for APs */
 245         ap_timebase = mftb() + 10;
 246         __asm __volatile("msync; isync");
 247
 248         /* Let APs continue */
 249         atomic_store_rel_int(&ap_letgo, 1);
 250
 251 #ifdef __powerpc64__
 252         /* Writing to the time base register is hypervisor-privileged */
 253         if (mfmsr() & PSL_HV)
 254                 mttb(ap_timebase);
 255 #else
 256         mttb(ap_timebase);
 257 #endif
 258
 259         while (ap_awake < smp_cpus)
 260                 ;
 261
 262         if (smp_cpus != cpus || cpus != mp_ncpus) {
 263                 printf("SMP: %d CPUs found; %d CPUs usable; %d CPUs woken\n",
 264                     mp_ncpus, cpus, smp_cpus);
 265         }
 266
 267         /* Let the APs get into the scheduler */
 268         DELAY(10000);
 269
 270         /* XXX Atomic set operation? */
 271         smp_started = 1;
 272 }
 273
 274 SYSINIT(start_aps, SI_SUB_SMP, SI_ORDER_FIRST, cpu_mp_unleash, NULL);
 275
 276 int
 277 powerpc_ipi_handler(void *arg)
 278 {
 279         u_int cpuid;
 280         uint32_t ipimask;
 281         int msg;
 282
 283         CTR2(KTR_SMP, "%s: MSR 0x%08x", __func__, mfmsr());
 284
 285         ipimask = atomic_readandclear_32(&(pcpup->pc_ipimask));
 286         if (ipimask == 0)
 287                 return (FILTER_STRAY);
 288         while ((msg = ffs(ipimask) - 1) != -1) {
 289                 ipimask &= ~(1u << msg);
 290                 ipi_msg_cnt[msg]++;
 291                 switch (msg) {
 292                 case IPI_AST:
 293                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_AST", __func__);
 294                         break;
 295                 case IPI_PREEMPT:
 296                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_PREEMPT", __func__);
 297                         sched_preempt(curthread);
 298                         break;
 299                 case IPI_RENDEZVOUS:
 300                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_RENDEZVOUS", __func__);
 301                         smp_rendezvous_action();
 302                         break;
 303                 case IPI_STOP:
 304
 305                         /*
 306                          * IPI_STOP_HARD is mapped to IPI_STOP so it is not
 307                          * necessary to add such case in the switch.
 308                          */
 309                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_STOP or IPI_STOP_HARD (stop)",
 310                             __func__);
 311                         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
 312                         savectx(&stoppcbs[cpuid]);
 313                         savectx(PCPU_GET(curpcb));
 314                         CPU_SET_ATOMIC(cpuid, &stopped_cpus);
 315                         while (!CPU_ISSET(cpuid, &started_cpus))
 316                                 cpu_spinwait();
 317                         CPU_CLR_ATOMIC(cpuid, &stopped_cpus);
 318                         CPU_CLR_ATOMIC(cpuid, &started_cpus);
 319                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_STOP (restart)", __func__);
 320                         break;
 321                 case IPI_HARDCLOCK:
 322                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_HARDCLOCK", __func__);
 323                         hardclockintr();
 324                         break;
 325                 }
 326         }
 327
 328         return (FILTER_HANDLED);
 329 }
 330
 331 static void
 332 ipi_send(struct pcpu *pc, int ipi)
 333 {
 334
 335         CTR4(KTR_SMP, "%s: pc=%p, targetcpu=%d, IPI=%d", __func__,
 336             pc, pc->pc_cpuid, ipi);
 337
 338         atomic_set_32(&pc->pc_ipimask, (1 << ipi));
 339         powerpc_sync();
 340         PIC_IPI(root_pic, pc->pc_cpuid);
 341
 342         CTR1(KTR_SMP, "%s: sent", __func__);
 343 }
 344
 345 /* Send an IPI to a set of cpus. */
 346 void
 347 ipi_selected(cpuset_t cpus, int ipi)
 348 {
 349         struct pcpu *pc;
 350
 351         STAILQ_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
 352                 if (CPU_ISSET(pc->pc_cpuid, &cpus))
 353                         ipi_send(pc, ipi);
 354         }
 355 }
 356
 357 /* Send an IPI to a specific CPU. */
 358 void
 359 ipi_cpu(int cpu, u_int ipi)
 360 {
 361
 362         ipi_send(cpuid_to_pcpu[cpu], ipi);
 363 }
 364
 365 /* Send an IPI to all CPUs EXCEPT myself. */
 366 void
 367 ipi_all_but_self(int ipi)
 368 {
 369         struct pcpu *pc;
 370
 371         STAILQ_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
 372                 if (pc != pcpup)
 373                         ipi_send(pc, ipi);
 374         }
 375 }