sys/arm/arm/mp_machdep.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2011 Semihalf.
   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  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  *
  14  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  15  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  16  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  17  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  18  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  19  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  20  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  21  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  22  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  23  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  24  * SUCH DAMAGE.
  25  */
  26 #include <sys/cdefs.h>
  27 __FBSDID("$FreeBSD$");
  28 #include <sys/param.h>
  29 #include <sys/systm.h>
  30 #include <sys/bus.h>
  31 #include <sys/kernel.h>
  32 #include <sys/lock.h>
  33 #include <sys/mutex.h>
  34 #include <sys/proc.h>
  35 #include <sys/pcpu.h>
  36 #include <sys/sched.h>
  37 #include <sys/smp.h>
  38 #include <sys/ktr.h>
  39 #include <sys/malloc.h>
  40
  41 #include <vm/vm.h>
  42 #include <vm/vm_extern.h>
  43 #include <vm/vm_kern.h>
  44 #include <vm/pmap.h>
  45
  46 #include <machine/cpu.h>
  47 #include <machine/smp.h>
  48 #include <machine/pcb.h>
  49 #include <machine/pte.h>
  50 #include <machine/intr.h>
  51 #include <machine/vmparam.h>
  52 #ifdef VFP
  53 #include <machine/vfp.h>
  54 #endif
  55
  56 #include "opt_smp.h"
  57
  58 void *temp_pagetable;
  59 extern struct pcpu __pcpu[];
  60 /* used to hold the AP's until we are ready to release them */
  61 struct mtx ap_boot_mtx;
  62 struct pcb stoppcbs[MAXCPU];
  63
  64 /* # of Applications processors */
  65 volatile int mp_naps;
  66
  67 /* Set to 1 once we're ready to let the APs out of the pen. */
  68 volatile int aps_ready = 0;
  69
  70 static int ipi_handler(void *arg);
  71 void set_stackptrs(int cpu);
  72
  73 /* Temporary variables for init_secondary()  */
  74 void *dpcpu[MAXCPU - 1];
  75
  76 /* Determine if we running MP machine */
  77 int
  78 cpu_mp_probe(void)
  79 {
  80         CPU_SETOF(0, &all_cpus);
  81
  82         return (platform_mp_probe());
  83 }
  84
  85 /* Start Application Processor via platform specific function */
  86 static int
  87 check_ap(void)
  88 {
  89         uint32_t ms;
  90
  91         for (ms = 0; ms < 2000; ++ms) {
  92                 if ((mp_naps + 1) == mp_ncpus)
  93                         return (0);             /* success */
  94                 else
  95                         DELAY(1000);
  96         }
  97
  98         return (-2);
  99 }
 100
 101 extern unsigned char _end[];
 102
 103 /* Initialize and fire up non-boot processors */
 104 void
 105 cpu_mp_start(void)
 106 {
 107         int error, i;
 108         vm_offset_t temp_pagetable_va;
 109         vm_paddr_t addr, addr_end;
 110
 111         mtx_init(&ap_boot_mtx, "ap boot", NULL, MTX_SPIN);
 112
 113         /* Reserve memory for application processors */
 114         for(i = 0; i < (mp_ncpus - 1); i++)
 115                 dpcpu[i] = (void *)kmem_malloc(kernel_arena, DPCPU_SIZE,
 116                     M_WAITOK | M_ZERO);
 117         temp_pagetable_va = (vm_offset_t)contigmalloc(L1_TABLE_SIZE,
 118             M_TEMP, 0, 0x0, 0xffffffff, L1_TABLE_SIZE, 0);
 119         addr = KERNPHYSADDR;
 120         addr_end = (vm_offset_t)&_end - KERNVIRTADDR + KERNPHYSADDR;
 121         addr_end &= ~L1_S_OFFSET;
 122         addr_end += L1_S_SIZE;
 123         bzero((void *)temp_pagetable_va,  L1_TABLE_SIZE);
 124         for (addr = KERNPHYSADDR; addr <= addr_end; addr += L1_S_SIZE) {
 125                 ((int *)(temp_pagetable_va))[addr >> L1_S_SHIFT] =
 126                     L1_TYPE_S|L1_SHARED|L1_S_C|L1_S_AP(AP_KRW)|L1_S_DOM(PMAP_DOMAIN_KERNEL)|addr;
 127                 ((int *)(temp_pagetable_va))[(addr -
 128                         KERNPHYSADDR + KERNVIRTADDR) >> L1_S_SHIFT] =
 129                     L1_TYPE_S|L1_SHARED|L1_S_C|L1_S_AP(AP_KRW)|L1_S_DOM(PMAP_DOMAIN_KERNEL)|addr;
 130         }
 131
 132 #if defined(CPU_MV_PJ4B)
 133         /* Add ARMADAXP registers required for snoop filter initialization */
 134         ((int *)(temp_pagetable_va))[0xf1000000 >> L1_S_SHIFT] =
 135             L1_TYPE_S|L1_SHARED|L1_S_B|L1_S_AP(AP_KRW)|0xd0000000;
 136 #endif
 137
 138         temp_pagetable = (void*)(vtophys(temp_pagetable_va));
 139         cpu_idcache_wbinv_all();
 140         cpu_l2cache_wbinv_all();
 141
 142         /* Initialize boot code and start up processors */
 143         platform_mp_start_ap();
 144
 145         /*  Check if ap's started properly */
 146         error = check_ap();
 147         if (error)
 148                 printf("WARNING: Some AP's failed to start\n");
 149         else
 150                 for (i = 1; i < mp_ncpus; i++)
 151                         CPU_SET(i, &all_cpus);
 152
 153         contigfree((void *)temp_pagetable_va, L1_TABLE_SIZE, M_TEMP);
 154 }
 155
 156 /* Introduce rest of cores to the world */
 157 void
 158 cpu_mp_announce(void)
 159 {
 160
 161 }
 162
 163 extern vm_paddr_t pmap_pa;
 164 void
 165 init_secondary(int cpu)
 166 {
 167         struct pcpu *pc;
 168         uint32_t loop_counter;
 169         int start = 0, end = 0;
 170
 171         cpu_setup(NULL);
 172         setttb(pmap_pa);
 173         cpu_tlb_flushID();
 174
 175         pc = &__pcpu[cpu];
 176         set_pcpu(pc);
 177
 178         /*
 179          * pcpu_init() updates queue, so it should not be executed in parallel
 180          * on several cores
 181          */
 182         while(mp_naps < (cpu - 1))
 183                 ;
 184
 185         pcpu_init(pc, cpu, sizeof(struct pcpu));
 186         dpcpu_init(dpcpu[cpu - 1], cpu);
 187
 188         /* Provide stack pointers for other processor modes. */
 189         set_stackptrs(cpu);
 190
 191         /* Signal our startup to BSP */
 192         atomic_add_rel_32(&mp_naps, 1);
 193
 194         /* Spin until the BSP releases the APs */
 195         while (!aps_ready)
 196                 ;
 197
 198         /* Initialize curthread */
 199         KASSERT(PCPU_GET(idlethread) != NULL, ("no idle thread"));
 200         pc->pc_curthread = pc->pc_idlethread;
 201         pc->pc_curpcb = pc->pc_idlethread->td_pcb;
 202 #ifdef VFP
 203         pc->pc_cpu = cpu;
 204
 205         vfp_init();
 206 #endif
 207
 208         mtx_lock_spin(&ap_boot_mtx);
 209
 210         atomic_add_rel_32(&smp_cpus, 1);
 211
 212         if (smp_cpus == mp_ncpus) {
 213                 /* enable IPI's, tlb shootdown, freezes etc */
 214                 atomic_store_rel_int(&smp_started, 1);
 215                 smp_active = 1;
 216         }
 217
 218         mtx_unlock_spin(&ap_boot_mtx);
 219
 220         /* Enable ipi */
 221 #ifdef IPI_IRQ_START
 222         start = IPI_IRQ_START;
 223 #ifdef IPI_IRQ_END
 224         end = IPI_IRQ_END;
 225 #else
 226         end = IPI_IRQ_START;
 227 #endif
 228 #endif
 229
 230         for (int i = start; i <= end; i++)
 231                 arm_unmask_irq(i);
 232         enable_interrupts(I32_bit);
 233
 234         loop_counter = 0;
 235         while (smp_started == 0) {
 236                 DELAY(100);
 237                 loop_counter++;
 238                 if (loop_counter == 1000)
 239                         CTR0(KTR_SMP, "AP still wait for smp_started");
 240         }
 241         /* Start per-CPU event timers. */
 242         cpu_initclocks_ap();
 243
 244         CTR0(KTR_SMP, "go into scheduler");
 245         platform_mp_init_secondary();
 246
 247         /* Enter the scheduler */
 248         sched_throw(NULL);
 249
 250         panic("scheduler returned us to %s", __func__);
 251         /* NOTREACHED */
 252 }
 253
 254 static int
 255 ipi_handler(void *arg)
 256 {
 257         u_int   cpu, ipi;
 258
 259         cpu = PCPU_GET(cpuid);
 260
 261         ipi = pic_ipi_get((int)arg);
 262
 263         while ((ipi != 0x3ff)) {
 264                 switch (ipi) {
 265                 case IPI_RENDEZVOUS:
 266                         CTR0(KTR_SMP, "IPI_RENDEZVOUS");
 267                         smp_rendezvous_action();
 268                         break;
 269
 270                 case IPI_AST:
 271                         CTR0(KTR_SMP, "IPI_AST");
 272                         break;
 273
 274                 case IPI_STOP:
 275                 case IPI_STOP_HARD:
 276                         /*
 277                          * IPI_STOP_HARD is mapped to IPI_STOP so it is not
 278                          * necessary to add it in the switch.
 279                          */
 280                         CTR0(KTR_SMP, "IPI_STOP or IPI_STOP_HARD");
 281
 282                         savectx(&stoppcbs[cpu]);
 283
 284                         /* Indicate we are stopped */
 285                         CPU_SET_ATOMIC(cpu, &stopped_cpus);
 286
 287                         /* Wait for restart */
 288                         while (!CPU_ISSET(cpu, &started_cpus))
 289                                 cpu_spinwait();
 290
 291                         CPU_CLR_ATOMIC(cpu, &started_cpus);
 292                         CPU_CLR_ATOMIC(cpu, &stopped_cpus);
 293                         CTR0(KTR_SMP, "IPI_STOP (restart)");
 294                         break;
 295                 case IPI_PREEMPT:
 296                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_PREEMPT", __func__);
 297                         sched_preempt(curthread);
 298                         break;
 299                 case IPI_HARDCLOCK:
 300                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_HARDCLOCK", __func__);
 301                         hardclockintr();
 302                         break;
 303                 case IPI_TLB:
 304                         CTR1(KTR_SMP, "%s: IPI_TLB", __func__);
 305                         cpufuncs.cf_tlb_flushID();
 306                         break;
 307                 default:
 308                         panic("Unknown IPI 0x%0x on cpu %d", ipi, curcpu);
 309                 }
 310
 311                 pic_ipi_clear(ipi);
 312                 ipi = pic_ipi_get(-1);
 313         }
 314
 315         return (FILTER_HANDLED);
 316 }
 317
 318 static void
 319 release_aps(void *dummy __unused)
 320 {
 321         uint32_t loop_counter;
 322         int start = 0, end = 0;
 323
 324         if (mp_ncpus == 1)
 325                 return;
 326 #ifdef IPI_IRQ_START
 327         start = IPI_IRQ_START;
 328 #ifdef IPI_IRQ_END
 329         end = IPI_IRQ_END;
 330 #else
 331         end = IPI_IRQ_START;
 332 #endif
 333 #endif
 334
 335         for (int i = start; i <= end; i++) {
 336                 /*
 337                  * IPI handler
 338                  */
 339                 /*
 340                  * Use 0xdeadbeef as the argument value for irq 0,
 341                  * if we used 0, the intr code will give the trap frame
 342                  * pointer instead.
 343                  */
 344                 arm_setup_irqhandler("ipi", ipi_handler, NULL, (void *)i, i,
 345                     INTR_TYPE_MISC | INTR_EXCL, NULL);
 346
 347                 /* Enable ipi */
 348                 arm_unmask_irq(i);
 349         }
 350         atomic_store_rel_int(&aps_ready, 1);
 351
 352         printf("Release APs\n");
 353
 354         for (loop_counter = 0; loop_counter < 2000; loop_counter++) {
 355                 if (smp_started)
 356                         return;
 357                 DELAY(1000);
 358         }
 359         printf("AP's not started\n");
 360 }
 361
 362 SYSINIT(start_aps, SI_SUB_SMP, SI_ORDER_FIRST, release_aps, NULL);
 363
 364 struct cpu_group *
 365 cpu_topo(void)
 366 {
 367
 368         return (smp_topo_1level(CG_SHARE_L2, 1, 0));
 369 }
 370
 371 void
 372 cpu_mp_setmaxid(void)
 373 {
 374
 375         platform_mp_setmaxid();
 376 }
 377
 378 /* Sending IPI */
 379 void
 380 ipi_all_but_self(u_int ipi)
 381 {
 382         cpuset_t other_cpus;
 383
 384         other_cpus = all_cpus;
 385         CPU_CLR(PCPU_GET(cpuid), &other_cpus);
 386         CTR2(KTR_SMP, "%s: ipi: %x", __func__, ipi);
 387         platform_ipi_send(other_cpus, ipi);
 388 }
 389
 390 void
 391 ipi_cpu(int cpu, u_int ipi)
 392 {
 393         cpuset_t cpus;
 394
 395         CPU_ZERO(&cpus);
 396         CPU_SET(cpu, &cpus);
 397
 398         CTR3(KTR_SMP, "%s: cpu: %d, ipi: %x", __func__, cpu, ipi);
 399         platform_ipi_send(cpus, ipi);
 400 }
 401
 402 void
 403 ipi_selected(cpuset_t cpus, u_int ipi)
 404 {
 405
 406         CTR2(KTR_SMP, "%s: ipi: %x", __func__, ipi);
 407         platform_ipi_send(cpus, ipi);
 408 }
 409
 410 void
 411 tlb_broadcast(int ipi)
 412 {
 413
 414         if (smp_started)
 415                 ipi_all_but_self(ipi);
 416 }