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/pcpu.h>
  36 #include <sys/proc.h>
  37 #include <sys/sched.h>
  38 #include <sys/smp.h>
  39
  40 #include <vm/vm.h>
  41 #include <vm/vm_param.h>
  42 #include <vm/pmap.h>
  43 #include <vm/vm_map.h>
  44 #include <vm/vm_extern.h>
  45 #include <vm/vm_kern.h>
  46
  47 #include <machine/bus.h>
  48 #include <machine/cpu.h>
  49 #include <machine/intr_machdep.h>
  50 #include <machine/platform.h>
  51 #include <machine/md_var.h>
  52 #include <machine/smp.h>
  53
  54 #include "pic_if.h"
  55
  56 extern struct pcpu __pcpu[MAXCPU];
  57
  58 volatile static int ap_awake;
  59 volatile static u_int ap_letgo;
  60 volatile static uint32_t ap_decr;
  61 volatile static u_quad_t ap_timebase;
  62 static u_int ipi_msg_cnt[32];
  63
  64 void
  65 machdep_ap_bootstrap(void)
  66 {
  67         /* Set up important bits on the CPU (HID registers, etc.) */
  68         cpudep_ap_setup();
  69
  70         /* Set PIR */
  71         PCPU_SET(pir, mfspr(SPR_PIR));
  72         PCPU_SET(awake, 1);
  73         __asm __volatile("msync; isync");
  74
  75         while (ap_letgo == 0)
  76                 ;
  77
  78         /* Initialize DEC and TB, sync with the BSP values */
  79         decr_ap_init();
  80         mttb(ap_timebase);
  81         __asm __volatile("mtdec %0" :: "r"(ap_decr));
  82
  83         atomic_add_int(&ap_awake, 1);
  84         printf("SMP: AP CPU #%d launched\n", PCPU_GET(cpuid));
  85
  86         /* Initialize curthread */
  87         PCPU_SET(curthread, PCPU_GET(idlethread));
  88         PCPU_SET(curpcb, curthread->td_pcb);
  89
  90         /* Let the DEC and external interrupts go */
  91         mtmsr(mfmsr() | PSL_EE);
  92
  93         /* Announce ourselves awake, and enter the scheduler */
  94         sched_throw(NULL);
  95 }
  96
  97 struct cpu_group *
  98 cpu_topo(void)
  99 {
 100
 101         return (smp_topo_none());
 102 }
 103
 104 void
 105 cpu_mp_setmaxid(void)
 106 {
 107         struct cpuref cpuref;
 108         int error;
 109
 110         mp_ncpus = 0;
 111         error = platform_smp_first_cpu(&cpuref);
 112         while (!error) {
 113                 mp_ncpus++;
 114                 error = platform_smp_next_cpu(&cpuref);
 115         }
 116         /* Sanity. */
 117         if (mp_ncpus == 0)
 118                 mp_ncpus = 1;
 119
 120         /*
 121          * Set the largest cpuid we're going to use. This is necessary
 122          * for VM initialization.
 123          */
 124         mp_maxid = min(mp_ncpus, MAXCPU) - 1;
 125 }
 126
 127 int
 128 cpu_mp_probe(void)
 129 {
 130
 131         /*
 132          * We're not going to enable SMP if there's only 1 processor.
 133          */
 134         return (mp_ncpus > 1);
 135 }
 136
 137 void
 138 cpu_mp_start(void)
 139 {
 140         struct cpuref bsp, cpu;
 141         struct pcpu *pc;
 142         int error;
 143
 144         error = platform_smp_get_bsp(&bsp);
 145         KASSERT(error == 0, ("Don't know BSP"));
 146         KASSERT(bsp.cr_cpuid == 0, ("%s: cpuid != 0", __func__));
 147
 148         error = platform_smp_first_cpu(&cpu);
 149         while (!error) {
 150                 if (cpu.cr_cpuid >= MAXCPU) {
 151                         printf("SMP: cpu%d: skipped -- ID out of range\n",
 152                             cpu.cr_cpuid);
 153                         goto next;
 154                 }
 155                 if (all_cpus & (1 << cpu.cr_cpuid)) {
 156                         printf("SMP: cpu%d: skipped - duplicate ID\n",
 157                             cpu.cr_cpuid);
 158                         goto next;
 159                 }
 160                 if (cpu.cr_cpuid != bsp.cr_cpuid) {
 161                         void *dpcpu;
 162
 163                         pc = &__pcpu[cpu.cr_cpuid];
 164                         dpcpu = (void *)kmem_alloc(kernel_map, DPCPU_SIZE);
 165                         pcpu_init(pc, cpu.cr_cpuid, sizeof(*pc));
 166                         dpcpu_init(dpcpu, cpu.cr_cpuid);
 167                 } else {
 168                         pc = pcpup;
 169                         pc->pc_cpuid = bsp.cr_cpuid;
 170                         pc->pc_bsp = 1;
 171                 }
 172                 pc->pc_cpumask = 1 << pc->pc_cpuid;
 173                 pc->pc_hwref = cpu.cr_hwref;
 174                 all_cpus |= pc->pc_cpumask;
 175 next:
 176                 error = platform_smp_next_cpu(&cpu);
 177         }
 178 }
 179
 180 void
 181 cpu_mp_announce(void)
 182 {
 183         struct pcpu *pc;
 184         int i;
 185
 186         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++) {
 187                 pc = pcpu_find(i);
 188                 if (pc == NULL)
 189                         continue;
 190                 printf("cpu%d: dev=%x", i, pc->pc_hwref);
 191                 if (pc->pc_bsp)
 192                         printf(" (BSP)");
 193                 printf("\n");
 194         }
 195 }
 196
 197 static void
 198 cpu_mp_unleash(void *dummy)
 199 {
 200         struct pcpu *pc;
 201         int cpus, timeout;
 202
 203         if (mp_ncpus <= 1)
 204                 return;
 205
 206         cpus = 0;
 207         smp_cpus = 0;
 208         SLIST_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
 209                 cpus++;
 210                 pc->pc_other_cpus = all_cpus & ~pc->pc_cpumask;
 211                 if (!pc->pc_bsp) {
 212                         if (bootverbose)
 213                                 printf("Waking up CPU %d (dev=%x)\n",
 214                                     pc->pc_cpuid, pc->pc_hwref);
 215
 216                         platform_smp_start_cpu(pc);
 217
 218                         timeout = 2000; /* wait 2sec for the AP */
 219                         while (!pc->pc_awake && --timeout > 0)
 220                                 DELAY(1000);
 221
 222                 } else {
 223                         PCPU_SET(pir, mfspr(SPR_PIR));
 224                         pc->pc_awake = 1;
 225                 }
 226                 if (pc->pc_awake) {
 227                         if (bootverbose)
 228                                 printf("Adding CPU %d, pir=%x, awake=%x\n",
 229                                     pc->pc_cpuid, pc->pc_pir, pc->pc_awake);
 230                         smp_cpus++;
 231                 } else
 232                         stopped_cpus |= (1 << pc->pc_cpuid);
 233         }
 234
 235         ap_awake = 1;
 236
 237         /* Provide our current DEC and TB values for APs */
 238         __asm __volatile("mfdec %0" : "=r"(ap_decr));
 239         ap_timebase = mftb() + 10;
 240         __asm __volatile("msync; isync");
 241
 242         /* Let APs continue */
 243         atomic_store_rel_int(&ap_letgo, 1);
 244
 245         mttb(ap_timebase);
 246
 247         while (ap_awake < smp_cpus)
 248                 ;
 249
 250         if (smp_cpus != cpus || cpus != mp_ncpus) {
 251                 printf("SMP: %d CPUs found; %d CPUs usable; %d CPUs woken\n",
 252                     mp_ncpus, cpus, smp_cpus);
 253         }
 254
 255         /* Let the APs get into the scheduler */
 256         DELAY(10000);
 257
 258         smp_active = 1;
 259         smp_started = 1;
 260 }
 261
 262 SYSINIT(start_aps, SI_SUB_SMP, SI_ORDER_FIRST, cpu_mp_unleash, NULL);
 263
 264 int
 265 powerpc_ipi_handler(void *arg)
 266 {
 267         cpumask_t self;
 268         uint32_t ipimask;
 269         int msg;
 270
 271         CTR2(KTR_SMP, "%s: MSR 0x%08x", __func__, mfmsr());
 272
 273         ipimask = atomic_readandclear_32(&(pcpup->pc_ipimask));
 274         if (ipimask == 0)
 275                 return (FILTER_STRAY);
 276         while ((msg = ffs(ipimask) - 1) != -1) {
 277                 ipimask &= ~(1u << msg);
 278                 ipi_msg_cnt[msg]++;
 279                 switch (msg) {
 280                 case IPI_AST:
 281                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_AST", __func__);
 282                         break;
 283                 case IPI_PREEMPT:
 284                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_PREEMPT", __func__);
 285                         sched_preempt(curthread);
 286                         break;
 287                 case IPI_RENDEZVOUS:
 288                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_RENDEZVOUS", __func__);
 289                         smp_rendezvous_action();
 290                         break;
 291                 case IPI_STOP:
 292
 293                         /*
 294                          * IPI_STOP_HARD is mapped to IPI_STOP so it is not
 295                          * necessary to add such case in the switch.
 296                          */
 297                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_STOP or IPI_STOP_HARD (stop)",
 298                             __func__);
 299                         self = PCPU_GET(cpumask);
 300                         savectx(PCPU_GET(curpcb));
 301                         atomic_set_int(&stopped_cpus, self);
 302                         while ((started_cpus & self) == 0)
 303                                 cpu_spinwait();
 304                         atomic_clear_int(&started_cpus, self);
 305                         atomic_clear_int(&stopped_cpus, self);
 306                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_STOP (restart)", __func__);
 307                         break;
 308                 }
 309         }
 310
 311         return (FILTER_HANDLED);
 312 }
 313
 314 static void
 315 ipi_send(struct pcpu *pc, int ipi)
 316 {
 317
 318         CTR4(KTR_SMP, "%s: pc=%p, targetcpu=%d, IPI=%d", __func__,
 319             pc, pc->pc_cpuid, ipi);
 320
 321         atomic_set_32(&pc->pc_ipimask, (1 << ipi));
 322         PIC_IPI(pic, pc->pc_cpuid);
 323
 324         CTR1(KTR_SMP, "%s: sent", __func__);
 325 }
 326
 327 /* Send an IPI to a set of cpus. */
 328 void
 329 ipi_selected(cpumask_t cpus, int ipi)
 330 {
 331         struct pcpu *pc;
 332
 333         SLIST_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
 334                 if (cpus & pc->pc_cpumask)
 335                         ipi_send(pc, ipi);
 336         }
 337 }
 338
 339 /* Send an IPI to all CPUs EXCEPT myself. */
 340 void
 341 ipi_all_but_self(int ipi)
 342 {
 343         struct pcpu *pc;
 344
 345         SLIST_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
 346                 if (pc != pcpup)
 347                         ipi_send(pc, ipi);
 348         }
 349 }