sys/sys/smp.h

   1 /*-
   2  * ----------------------------------------------------------------------------
   3  * "THE BEER-WARE LICENSE" (Revision 42):
   4  * <phk@FreeBSD.org> wrote this file.  As long as you retain this notice you
   5  * can do whatever you want with this stuff. If we meet some day, and you think
   6  * this stuff is worth it, you can buy me a beer in return.   Poul-Henning Kamp
   7  * ----------------------------------------------------------------------------
   8  *
   9  * $FreeBSD$
  10  */
  11
  12 #ifndef _SYS_SMP_H_
  13 #define _SYS_SMP_H_
  14
  15 #ifdef _KERNEL
  16
  17 #ifndef LOCORE
  18
  19 #include <sys/cpuset.h>
  20
  21 /*
  22  * Topology of a NUMA or HTT system.
  23  *
  24  * The top level topology is an array of pointers to groups.  Each group
  25  * contains a bitmask of cpus in its group or subgroups.  It may also
  26  * contain a pointer to an array of child groups.
  27  *
  28  * The bitmasks at non leaf groups may be used by consumers who support
  29  * a smaller depth than the hardware provides.
  30  *
  31  * The topology may be omitted by systems where all CPUs are equal.
  32  */
  33
  34 struct cpu_group {
  35         struct cpu_group *cg_parent;    /* Our parent group. */
  36         struct cpu_group *cg_child;     /* Optional children groups. */
  37         cpuset_t        cg_mask;        /* Mask of cpus in this group. */
  38         int32_t         cg_count;       /* Count of cpus in this group. */
  39         int16_t         cg_children;    /* Number of children groups. */
  40         int8_t          cg_level;       /* Shared cache level. */
  41         int8_t          cg_flags;       /* Traversal modifiers. */
  42 };
  43
  44 typedef struct cpu_group *cpu_group_t;
  45
  46 /*
  47  * Defines common resources for CPUs in the group.  The highest level
  48  * resource should be used when multiple are shared.
  49  */
  50 #define CG_SHARE_NONE   0
  51 #define CG_SHARE_L1     1
  52 #define CG_SHARE_L2     2
  53 #define CG_SHARE_L3     3
  54
  55 /*
  56  * Behavior modifiers for load balancing and affinity.
  57  */
  58 #define CG_FLAG_HTT     0x01            /* Schedule the alternate core last. */
  59 #define CG_FLAG_SMT     0x02            /* New age htt, less crippled. */
  60 #define CG_FLAG_THREAD  (CG_FLAG_HTT | CG_FLAG_SMT)     /* Any threading. */
  61
  62 /*
  63  * Convenience routines for building topologies.
  64  */
  65 #ifdef SMP
  66 struct cpu_group *smp_topo(void);
  67 struct cpu_group *smp_topo_none(void);
  68 struct cpu_group *smp_topo_1level(int l1share, int l1count, int l1flags);
  69 struct cpu_group *smp_topo_2level(int l2share, int l2count, int l1share,
  70     int l1count, int l1flags);
  71 struct cpu_group *smp_topo_find(struct cpu_group *top, int cpu);
  72
  73 extern void (*cpustop_restartfunc)(void);
  74 extern int smp_active;
  75 extern int smp_cpus;
  76 extern volatile cpuset_t started_cpus;
  77 extern volatile cpuset_t stopped_cpus;
  78 extern cpuset_t hlt_cpus_mask;
  79 extern cpuset_t logical_cpus_mask;
  80 #endif /* SMP */
  81
  82 extern u_int mp_maxid;
  83 extern int mp_maxcpus;
  84 extern int mp_ncpus;
  85 extern volatile int smp_started;
  86
  87 extern cpuset_t all_cpus;
  88
  89 /*
  90  * Macro allowing us to determine whether a CPU is absent at any given
  91  * time, thus permitting us to configure sparse maps of cpuid-dependent
  92  * (per-CPU) structures.
  93  */
  94 #define CPU_ABSENT(x_cpu)       (!CPU_ISSET(x_cpu, &all_cpus))
  95
  96 /*
  97  * Macros to iterate over non-absent CPUs.  CPU_FOREACH() takes an
  98  * integer iterator and iterates over the available set of CPUs.
  99  * CPU_FIRST() returns the id of the first non-absent CPU.  CPU_NEXT()
 100  * returns the id of the next non-absent CPU.  It will wrap back to
 101  * CPU_FIRST() once the end of the list is reached.  The iterators are
 102  * currently implemented via inline functions.
 103  */
 104 #define CPU_FOREACH(i)                                                  \
 105         for ((i) = 0; (i) <= mp_maxid; (i)++)                           \
 106                 if (!CPU_ABSENT((i)))
 107
 108 static __inline int
 109 cpu_first(void)
 110 {
 111         int i;
 112
 113         for (i = 0;; i++)
 114                 if (!CPU_ABSENT(i))
 115                         return (i);
 116 }
 117
 118 static __inline int
 119 cpu_next(int i)
 120 {
 121
 122         for (;;) {
 123                 i++;
 124                 if (i > mp_maxid)
 125                         i = 0;
 126                 if (!CPU_ABSENT(i))
 127                         return (i);
 128         }
 129 }
 130
 131 #define CPU_FIRST()     cpu_first()
 132 #define CPU_NEXT(i)     cpu_next((i))
 133
 134 #ifdef SMP
 135 /*
 136  * Machine dependent functions used to initialize MP support.
 137  *
 138  * The cpu_mp_probe() should check to see if MP support is present and return
 139  * zero if it is not or non-zero if it is.  If MP support is present, then
 140  * cpu_mp_start() will be called so that MP can be enabled.  This function
 141  * should do things such as startup secondary processors.  It should also
 142  * setup mp_ncpus, all_cpus, and smp_cpus.  It should also ensure that
 143  * smp_active and smp_started are initialized at the appropriate time.
 144  * Once cpu_mp_start() returns, machine independent MP startup code will be
 145  * executed and a simple message will be output to the console.  Finally,
 146  * cpu_mp_announce() will be called so that machine dependent messages about
 147  * the MP support may be output to the console if desired.
 148  *
 149  * The cpu_setmaxid() function is called very early during the boot process
 150  * so that the MD code may set mp_maxid to provide an upper bound on CPU IDs
 151  * that other subsystems may use.  If a platform is not able to determine
 152  * the exact maximum ID that early, then it may set mp_maxid to MAXCPU - 1.
 153  */
 154 struct thread;
 155
 156 struct cpu_group *cpu_topo(void);
 157 void    cpu_mp_announce(void);
 158 int     cpu_mp_probe(void);
 159 void    cpu_mp_setmaxid(void);
 160 void    cpu_mp_start(void);
 161
 162 void    forward_signal(struct thread *);
 163 int     restart_cpus(cpuset_t);
 164 int     stop_cpus(cpuset_t);
 165 int     stop_cpus_hard(cpuset_t);
 166 #if defined(__amd64__) || defined(__i386__)
 167 int     suspend_cpus(cpuset_t);
 168 #endif
 169 void    smp_rendezvous_action(void);
 170 extern  struct mtx smp_ipi_mtx;
 171
 172 #endif /* SMP */
 173 void    smp_no_rendevous_barrier(void *);
 174 void    smp_rendezvous(void (*)(void *),
 175                        void (*)(void *),
 176                        void (*)(void *),
 177                        void *arg);
 178 void    smp_rendezvous_cpus(cpuset_t,
 179                        void (*)(void *),
 180                        void (*)(void *),
 181                        void (*)(void *),
 182                        void *arg);
 183 #endif /* !LOCORE */
 184 #endif /* _KERNEL */
 185 #endif /* _SYS_SMP_H_ */