sys/ia64/ia64/mp_machdep.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2001-2005 Marcel Moolenaar
   3  * Copyright (c) 2000 Doug Rabson
   4  * All rights reserved.
   5  *
   6  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   7  * modification, are permitted provided that the following conditions
   8  * are met:
   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 AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  16  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  17  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  18  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  19  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  20  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  21  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  22  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  23  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  24  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  25  * SUCH DAMAGE.
  26  */
  27
  28 #include <sys/cdefs.h>
  29 __FBSDID("$FreeBSD$");
  30
  31 #include "opt_kstack_pages.h"
  32
  33 #include <sys/param.h>
  34 #include <sys/systm.h>
  35 #include <sys/ktr.h>
  36 #include <sys/proc.h>
  37 #include <sys/bus.h>
  38 #include <sys/lock.h>
  39 #include <sys/malloc.h>
  40 #include <sys/mutex.h>
  41 #include <sys/kernel.h>
  42 #include <sys/pcpu.h>
  43 #include <sys/sched.h>
  44 #include <sys/smp.h>
  45 #include <sys/sysctl.h>
  46 #include <sys/uuid.h>
  47
  48 #include <vm/vm.h>
  49 #include <vm/pmap.h>
  50 #include <vm/vm_extern.h>
  51 #include <vm/vm_kern.h>
  52
  53 #include <machine/atomic.h>
  54 #include <machine/cpu.h>
  55 #include <machine/fpu.h>
  56 #include <machine/intr.h>
  57 #include <machine/mca.h>
  58 #include <machine/md_var.h>
  59 #include <machine/pal.h>
  60 #include <machine/pcb.h>
  61 #include <machine/pmap.h>
  62 #include <machine/sal.h>
  63 #include <machine/smp.h>
  64 #include <i386/include/specialreg.h>
  65
  66 MALLOC_DECLARE(M_PMAP);
  67
  68 void ia64_ap_startup(void);
  69
  70 #define LID_SAPIC_ID(x)         ((int)((x) >> 24) & 0xff)
  71 #define LID_SAPIC_EID(x)        ((int)((x) >> 16) & 0xff)
  72 #define LID_SAPIC_SET(id,eid)   (((id & 0xff) << 8 | (eid & 0xff)) << 16);
  73 #define LID_SAPIC_MASK          0xffff0000UL
  74
  75 int     mp_ipi_test = 0;
  76
  77 /* Variables used by os_boot_rendez and ia64_ap_startup */
  78 struct pcpu *ap_pcpu;
  79 void *ap_stack;
  80 uint64_t ap_vhpt;
  81 volatile int ap_delay;
  82 volatile int ap_awake;
  83 volatile int ap_spin;
  84
  85 static void cpu_mp_unleash(void *);
  86
  87 void
  88 ia64_ap_startup(void)
  89 {
  90         volatile struct ia64_interrupt_block *ib = IA64_INTERRUPT_BLOCK;
  91         int vector;
  92
  93         pcpup = ap_pcpu;
  94         ia64_set_k4((intptr_t)pcpup);
  95
  96         map_vhpt(ap_vhpt);
  97         ia64_set_pta(ap_vhpt + (1 << 8) + (pmap_vhpt_log2size << 2) + 1);
  98         ia64_srlz_i();
  99
 100         ap_awake = 1;
 101         ap_delay = 0;
 102
 103         map_pal_code();
 104         map_gateway_page();
 105
 106         ia64_set_fpsr(IA64_FPSR_DEFAULT);
 107
 108         /* Wait until it's time for us to be unleashed */
 109         while (ap_spin)
 110                 cpu_spinwait();
 111
 112         /* Initialize curthread. */
 113         KASSERT(PCPU_GET(idlethread) != NULL, ("no idle thread"));
 114         PCPU_SET(curthread, PCPU_GET(idlethread));
 115
 116         /*
 117          * Get and save the CPU specific MCA records. Should we get the
 118          * MCA state for each processor, or just the CMC state?
 119          */
 120         ia64_mca_save_state(SAL_INFO_MCA);
 121         ia64_mca_save_state(SAL_INFO_CMC);
 122
 123         ap_awake++;
 124         while (!smp_started)
 125                 cpu_spinwait();
 126
 127         CTR1(KTR_SMP, "SMP: cpu%d launched", PCPU_GET(cpuid));
 128
 129         /* Acknowledge and EOI all interrupts. */
 130         vector = ia64_get_ivr();
 131         while (vector != 15) {
 132                 ia64_srlz_d();
 133                 if (vector == 0)
 134                         vector = (int)ib->ib_inta;
 135                 ia64_set_eoi(0);
 136                 ia64_srlz_d();
 137                 vector = ia64_get_ivr();
 138         }
 139         ia64_srlz_d();
 140
 141         /* kick off the clock on this AP */
 142         pcpu_initclock();
 143
 144         ia64_set_tpr(0);
 145         ia64_srlz_d();
 146         enable_intr();
 147
 148         sched_throw(NULL);
 149         /* NOTREACHED */
 150 }
 151
 152 void
 153 cpu_mp_setmaxid(void)
 154 {
 155
 156         /*
 157          * Count the number of processors in the system by walking the ACPI
 158          * tables. Note that we record the actual number of processors, even
 159          * if this is larger than MAXCPU. We only activate MAXCPU processors.
 160          */
 161         mp_ncpus = ia64_count_cpus();
 162
 163         /*
 164          * Set the largest cpuid we're going to use. This is necessary for
 165          * VM initialization.
 166          */
 167         mp_maxid = min(mp_ncpus, MAXCPU) - 1;
 168 }
 169
 170 int
 171 cpu_mp_probe(void)
 172 {
 173
 174         /*
 175          * If there's only 1 processor, or we don't have a wake-up vector,
 176          * we're not going to enable SMP. Note that no wake-up vector can
 177          * also mean that the wake-up mechanism is not supported. In this
 178          * case we can have multiple processors, but we simply can't wake
 179          * them up...
 180          */
 181         return (mp_ncpus > 1 && ipi_vector[IPI_AP_WAKEUP] != 0);
 182 }
 183
 184 void
 185 cpu_mp_add(u_int acpiid, u_int apicid, u_int apiceid)
 186 {
 187         struct pcpu *pc;
 188         u_int64_t lid;
 189
 190         /* Ignore any processor numbers outside our range */
 191         if (acpiid > mp_maxid)
 192                 return;
 193
 194         KASSERT((all_cpus & (1UL << acpiid)) == 0,
 195             ("%s: cpu%d already in CPU map", __func__, acpiid));
 196
 197         lid = LID_SAPIC_SET(apicid, apiceid);
 198
 199         if ((ia64_get_lid() & LID_SAPIC_MASK) == lid) {
 200                 KASSERT(acpiid == 0,
 201                     ("%s: the BSP must be cpu0", __func__));
 202         }
 203
 204         if (acpiid != 0) {
 205                 pc = (struct pcpu *)malloc(sizeof(*pc), M_PMAP, M_WAITOK);
 206                 pcpu_init(pc, acpiid, sizeof(*pc));
 207         } else
 208                 pc = pcpup;
 209
 210         pc->pc_lid = lid;
 211         all_cpus |= (1UL << acpiid);
 212 }
 213
 214 void
 215 cpu_mp_announce()
 216 {
 217         struct pcpu *pc;
 218         int i;
 219
 220         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++) {
 221                 pc = pcpu_find(i);
 222                 if (pc != NULL) {
 223                         printf("cpu%d: SAPIC Id=%x, SAPIC Eid=%x", i,
 224                             LID_SAPIC_ID(pc->pc_lid),
 225                             LID_SAPIC_EID(pc->pc_lid));
 226                         if (i == 0)
 227                                 printf(" (BSP)\n");
 228                         else
 229                                 printf("\n");
 230                 }
 231         }
 232 }
 233
 234 void
 235 cpu_mp_start()
 236 {
 237         struct pcpu *pc;
 238
 239         ap_spin = 1;
 240
 241         SLIST_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
 242                 pc->pc_current_pmap = kernel_pmap;
 243                 pc->pc_other_cpus = all_cpus & ~pc->pc_cpumask;
 244                 if (pc->pc_cpuid > 0) {
 245                         ap_pcpu = pc;
 246                         ap_stack = malloc(KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE, M_PMAP,
 247                             M_WAITOK);
 248                         ap_vhpt = pmap_vhpt_base[pc->pc_cpuid];
 249                         ap_delay = 2000;
 250                         ap_awake = 0;
 251
 252                         if (bootverbose)
 253                                 printf("SMP: waking up cpu%d\n", pc->pc_cpuid);
 254
 255                         ipi_send(pc, IPI_AP_WAKEUP);
 256
 257                         do {
 258                                 DELAY(1000);
 259                         } while (--ap_delay > 0);
 260                         pc->pc_awake = ap_awake;
 261
 262                         if (!ap_awake)
 263                                 printf("SMP: WARNING: cpu%d did not wake up\n",
 264                                     pc->pc_cpuid);
 265                 } else {
 266                         pc->pc_awake = 1;
 267                         ipi_self(IPI_TEST);
 268                 }
 269         }
 270 }
 271
 272 static void
 273 cpu_mp_unleash(void *dummy)
 274 {
 275         struct pcpu *pc;
 276         int cpus;
 277
 278         if (mp_ncpus <= 1)
 279                 return;
 280
 281         if (mp_ipi_test != 1)
 282                 printf("SMP: WARNING: sending of a test IPI failed\n");
 283
 284         cpus = 0;
 285         smp_cpus = 0;
 286         SLIST_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
 287                 cpus++;
 288                 if (pc->pc_awake)
 289                         smp_cpus++;
 290         }
 291
 292         ap_awake = 1;
 293         ap_spin = 0;
 294
 295         while (ap_awake != smp_cpus)
 296                 cpu_spinwait();
 297
 298         if (smp_cpus != cpus || cpus != mp_ncpus) {
 299                 printf("SMP: %d CPUs found; %d CPUs usable; %d CPUs woken\n",
 300                     mp_ncpus, cpus, smp_cpus);
 301         }
 302
 303         smp_active = 1;
 304         smp_started = 1;
 305 }
 306
 307 /*
 308  * send an IPI to a set of cpus.
 309  */
 310 void
 311 ipi_selected(cpumask_t cpus, int ipi)
 312 {
 313         struct pcpu *pc;
 314
 315         SLIST_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
 316                 if (cpus & pc->pc_cpumask)
 317                         ipi_send(pc, ipi);
 318         }
 319 }
 320
 321 /*
 322  * send an IPI to all CPUs, including myself.
 323  */
 324 void
 325 ipi_all(int ipi)
 326 {
 327         struct pcpu *pc;
 328
 329         SLIST_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
 330                 ipi_send(pc, ipi);
 331         }
 332 }
 333
 334 /*
 335  * send an IPI to all CPUs EXCEPT myself.
 336  */
 337 void
 338 ipi_all_but_self(int ipi)
 339 {
 340         struct pcpu *pc;
 341
 342         SLIST_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
 343                 if (pc != pcpup)
 344                         ipi_send(pc, ipi);
 345         }
 346 }
 347
 348 /*
 349  * send an IPI to myself.
 350  */
 351 void
 352 ipi_self(int ipi)
 353 {
 354
 355         ipi_send(pcpup, ipi);
 356 }
 357
 358 /*
 359  * Send an IPI to the specified processor. The lid parameter holds the
 360  * cr.lid (CR64) contents of the target processor. Only the id and eid
 361  * fields are used here.
 362  */
 363 void
 364 ipi_send(struct pcpu *cpu, int ipi)
 365 {
 366         volatile uint64_t *pipi;
 367         uint64_t vector;
 368
 369         pipi = __MEMIO_ADDR(ia64_lapic_address |
 370             ((cpu->pc_lid & LID_SAPIC_MASK) >> 12));
 371         vector = (uint64_t)(ipi_vector[ipi] & 0xff);
 372         KASSERT(vector != 0, ("IPI %d is not assigned a vector", ipi));
 373         *pipi = vector;
 374         CTR3(KTR_SMP, "ipi_send(%p, %ld), cpuid=%d", pipi, vector,
 375             PCPU_GET(cpuid));
 376 }
 377
 378 SYSINIT(start_aps, SI_SUB_SMP, SI_ORDER_FIRST, cpu_mp_unleash, NULL);