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/mutex.h>
  38 #include <sys/pcpu.h>
  39 #include <sys/proc.h>
  40 #include <sys/sched.h>
  41 #include <sys/smp.h>
  42
  43 #include <vm/vm.h>
  44 #include <vm/vm_param.h>
  45 #include <vm/pmap.h>
  46 #include <vm/vm_map.h>
  47 #include <vm/vm_extern.h>
  48 #include <vm/vm_kern.h>
  49
  50 #include <machine/bus.h>
  51 #include <machine/cpu.h>
  52 #include <machine/intr_machdep.h>
  53 #include <machine/pcb.h>
  54 #include <machine/platform.h>
  55 #include <machine/md_var.h>
  56 #include <machine/smp.h>
  57
  58 #include "pic_if.h"
  59
  60 extern struct pcpu __pcpu[MAXCPU];
  61
  62 volatile static int ap_awake;
  63 volatile static u_int ap_letgo;
  64 volatile static u_quad_t ap_timebase;
  65 static u_int ipi_msg_cnt[32];
  66 static struct mtx ap_boot_mtx;
  67 struct pcb stoppcbs[MAXCPU];
  68
  69 void
  70 machdep_ap_bootstrap(void)
  71 {
  72         /* Set up important bits on the CPU (HID registers, etc.) */
  73         cpudep_ap_setup();
  74
  75         /* Set PIR */
  76         PCPU_SET(pir, mfspr(SPR_PIR));
  77         PCPU_SET(awake, 1);
  78         __asm __volatile("msync; isync");
  79
  80         while (ap_letgo == 0)
  81                 ;
  82
  83         /* Initialize DEC and TB, sync with the BSP values */
  84 #ifdef __powerpc64__
  85         /* Writing to the time base register is hypervisor-privileged */
  86         if (mfmsr() & PSL_HV)
  87                 mttb(ap_timebase);
  88 #else
  89         mttb(ap_timebase);
  90 #endif
  91         decr_ap_init();
  92
  93         /* Serialize console output and AP count increment */
  94         mtx_lock_spin(&ap_boot_mtx);
  95         ap_awake++;
  96         printf("SMP: AP CPU #%d launched\n", PCPU_GET(cpuid));
  97         mtx_unlock_spin(&ap_boot_mtx);
  98
  99         /* Start per-CPU event timers. */
 100         cpu_initclocks_ap();
 101
 102         /* Announce ourselves awake, and enter the scheduler */
 103         sched_throw(NULL);
 104 }
 105
 106 void
 107 cpu_mp_setmaxid(void)
 108 {
 109         struct cpuref cpuref;
 110         int error;
 111
 112         mp_ncpus = 0;
 113         error = platform_smp_first_cpu(&cpuref);
 114         while (!error) {
 115                 mp_ncpus++;
 116                 error = platform_smp_next_cpu(&cpuref);
 117         }
 118         /* Sanity. */
 119         if (mp_ncpus == 0)
 120                 mp_ncpus = 1;
 121
 122         /*
 123          * Set the largest cpuid we're going to use. This is necessary
 124          * for VM initialization.
 125          */
 126         mp_maxid = min(mp_ncpus, MAXCPU) - 1;
 127 }
 128
 129 int
 130 cpu_mp_probe(void)
 131 {
 132
 133         /*
 134          * We're not going to enable SMP if there's only 1 processor.
 135          */
 136         return (mp_ncpus > 1);
 137 }
 138
 139 void
 140 cpu_mp_start(void)
 141 {
 142         struct cpuref bsp, cpu;
 143         struct pcpu *pc;
 144         int error;
 145
 146         error = platform_smp_get_bsp(&bsp);
 147         KASSERT(error == 0, ("Don't know BSP"));
 148         KASSERT(bsp.cr_cpuid == 0, ("%s: cpuid != 0", __func__));
 149
 150         error = platform_smp_first_cpu(&cpu);
 151         while (!error) {
 152                 if (cpu.cr_cpuid >= MAXCPU) {
 153                         printf("SMP: cpu%d: skipped -- ID out of range\n",
 154                             cpu.cr_cpuid);
 155                         goto next;
 156                 }
 157                 if (CPU_ISSET(cpu.cr_cpuid, &all_cpus)) {
 158                         printf("SMP: cpu%d: skipped - duplicate ID\n",
 159                             cpu.cr_cpuid);
 160                         goto next;
 161                 }
 162                 if (cpu.cr_cpuid != bsp.cr_cpuid) {
 163                         void *dpcpu;
 164
 165                         pc = &__pcpu[cpu.cr_cpuid];
 166                         dpcpu = (void *)kmem_alloc(kernel_map, DPCPU_SIZE);
 167                         pcpu_init(pc, cpu.cr_cpuid, sizeof(*pc));
 168                         dpcpu_init(dpcpu, cpu.cr_cpuid);
 169                 } else {
 170                         pc = pcpup;
 171                         pc->pc_cpuid = bsp.cr_cpuid;
 172                         pc->pc_bsp = 1;
 173                 }
 174                 pc->pc_hwref = cpu.cr_hwref;
 175                 CPU_SET(pc->pc_cpuid, &all_cpus);
 176 next:
 177                 error = platform_smp_next_cpu(&cpu);
 178         }
 179 }
 180
 181 void
 182 cpu_mp_announce(void)
 183 {
 184         struct pcpu *pc;
 185         int i;
 186
 187         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++) {
 188                 pc = pcpu_find(i);
 189                 if (pc == NULL)
 190                         continue;
 191                 printf("cpu%d: dev=%x", i, (int)pc->pc_hwref);
 192                 if (pc->pc_bsp)
 193                         printf(" (BSP)");
 194                 printf("\n");
 195         }
 196 }
 197
 198 static void
 199 cpu_mp_unleash(void *dummy)
 200 {
 201         struct pcpu *pc;
 202         int cpus, timeout;
 203
 204         if (mp_ncpus <= 1)
 205                 return;
 206
 207         mtx_init(&ap_boot_mtx, "ap boot", NULL, MTX_SPIN);
 208
 209         cpus = 0;
 210         smp_cpus = 0;
 211         STAILQ_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
 212                 cpus++;
 213                 if (!pc->pc_bsp) {
 214                         if (bootverbose)
 215                                 printf("Waking up CPU %d (dev=%x)\n",
 216                                     pc->pc_cpuid, (int)pc->pc_hwref);
 217
 218                         platform_smp_start_cpu(pc);
 219
 220                         timeout = 2000; /* wait 2sec for the AP */
 221                         while (!pc->pc_awake && --timeout > 0)
 222                                 DELAY(1000);
 223
 224                 } else {
 225                         PCPU_SET(pir, mfspr(SPR_PIR));
 226                         pc->pc_awake = 1;
 227                 }
 228                 if (pc->pc_awake) {
 229                         if (bootverbose)
 230                                 printf("Adding CPU %d, pir=%x, awake=%x\n",
 231                                     pc->pc_cpuid, pc->pc_pir, pc->pc_awake);
 232                         smp_cpus++;
 233                 } else
 234                         CPU_SET(pc->pc_cpuid, &stopped_cpus);
 235         }
 236
 237         ap_awake = 1;
 238
 239         /* Provide our current DEC and TB values for APs */
 240         ap_timebase = mftb() + 10;
 241         __asm __volatile("msync; isync");
 242
 243         /* Let APs continue */
 244         atomic_store_rel_int(&ap_letgo, 1);
 245
 246 #ifdef __powerpc64__
 247         /* Writing to the time base register is hypervisor-privileged */
 248         if (mfmsr() & PSL_HV)
 249                 mttb(ap_timebase);
 250 #else
 251         mttb(ap_timebase);
 252 #endif
 253
 254         while (ap_awake < smp_cpus)
 255                 ;
 256
 257         if (smp_cpus != cpus || cpus != mp_ncpus) {
 258                 printf("SMP: %d CPUs found; %d CPUs usable; %d CPUs woken\n",
 259                     mp_ncpus, cpus, smp_cpus);
 260         }
 261
 262         /* Let the APs get into the scheduler */
 263         DELAY(10000);
 264
 265         smp_active = 1;
 266         smp_started = 1;
 267 }
 268
 269 SYSINIT(start_aps, SI_SUB_SMP, SI_ORDER_FIRST, cpu_mp_unleash, NULL);
 270
 271 int
 272 powerpc_ipi_handler(void *arg)
 273 {
 274         u_int cpuid;
 275         uint32_t ipimask;
 276         int msg;
 277
 278         CTR2(KTR_SMP, "%s: MSR 0x%08x", __func__, mfmsr());
 279
 280         ipimask = atomic_readandclear_32(&(pcpup->pc_ipimask));
 281         if (ipimask == 0)
 282                 return (FILTER_STRAY);
 283         while ((msg = ffs(ipimask) - 1) != -1) {
 284                 ipimask &= ~(1u << msg);
 285                 ipi_msg_cnt[msg]++;
 286                 switch (msg) {
 287                 case IPI_AST:
 288                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_AST", __func__);
 289                         break;
 290                 case IPI_PREEMPT:
 291                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_PREEMPT", __func__);
 292                         sched_preempt(curthread);
 293                         break;
 294                 case IPI_RENDEZVOUS:
 295                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_RENDEZVOUS", __func__);
 296                         smp_rendezvous_action();
 297                         break;
 298                 case IPI_STOP:
 299
 300                         /*
 301                          * IPI_STOP_HARD is mapped to IPI_STOP so it is not
 302                          * necessary to add such case in the switch.
 303                          */
 304                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_STOP or IPI_STOP_HARD (stop)",
 305                             __func__);
 306                         cpuid = PCPU_GET(cpuid);
 307                         savectx(&stoppcbs[cpuid]);
 308                         savectx(PCPU_GET(curpcb));
 309                         CPU_SET_ATOMIC(cpuid, &stopped_cpus);
 310                         while (!CPU_ISSET(cpuid, &started_cpus))
 311                                 cpu_spinwait();
 312                         CPU_CLR_ATOMIC(cpuid, &stopped_cpus);
 313                         CPU_CLR_ATOMIC(cpuid, &started_cpus);
 314                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_STOP (restart)", __func__);
 315                         break;
 316                 case IPI_HARDCLOCK:
 317                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_HARDCLOCK", __func__);
 318                         hardclockintr();
 319                         break;
 320                 }
 321         }
 322
 323         return (FILTER_HANDLED);
 324 }
 325
 326 static void
 327 ipi_send(struct pcpu *pc, int ipi)
 328 {
 329
 330         CTR4(KTR_SMP, "%s: pc=%p, targetcpu=%d, IPI=%d", __func__,
 331             pc, pc->pc_cpuid, ipi);
 332
 333         atomic_set_32(&pc->pc_ipimask, (1 << ipi));
 334         PIC_IPI(root_pic, pc->pc_cpuid);
 335
 336         CTR1(KTR_SMP, "%s: sent", __func__);
 337 }
 338
 339 /* Send an IPI to a set of cpus. */
 340 void
 341 ipi_selected(cpuset_t cpus, int ipi)
 342 {
 343         struct pcpu *pc;
 344
 345         STAILQ_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
 346                 if (CPU_ISSET(pc->pc_cpuid, &cpus))
 347                         ipi_send(pc, ipi);
 348         }
 349 }
 350
 351 /* Send an IPI to a specific CPU. */
 352 void
 353 ipi_cpu(int cpu, u_int ipi)
 354 {
 355
 356         ipi_send(cpuid_to_pcpu[cpu], ipi);
 357 }
 358
 359 /* Send an IPI to all CPUs EXCEPT myself. */
 360 void
 361 ipi_all_but_self(int ipi)
 362 {
 363         struct pcpu *pc;
 364
 365         STAILQ_FOREACH(pc, &cpuhead, pc_allcpu) {
 366                 if (pc != pcpup)
 367                         ipi_send(pc, ipi);
 368         }
 369 }