sys/kern/subr_smp.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2001, John Baldwin <jhb@FreeBSD.org>.
   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  * 3. Neither the name of the author nor the names of any co-contributors
  14  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  15  *    without specific prior written permission.
  16  *
  17  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  18  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  19  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  20  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  21  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  22  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  23  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  24  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  25  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  26  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  27  * SUCH DAMAGE.
  28  */
  29
  30 /*
  31  * This module holds the global variables and machine independent functions
  32  * used for the kernel SMP support.
  33  */
  34
  35 #include <sys/cdefs.h>
  36 __FBSDID("$FreeBSD$");
  37
  38 #include <sys/param.h>
  39 #include <sys/systm.h>
  40 #include <sys/kernel.h>
  41 #include <sys/ktr.h>
  42 #include <sys/proc.h>
  43 #include <sys/bus.h>
  44 #include <sys/lock.h>
  45 #include <sys/mutex.h>
  46 #include <sys/pcpu.h>
  47 #include <sys/sched.h>
  48 #include <sys/smp.h>
  49 #include <sys/sysctl.h>
  50
  51 #include <machine/cpu.h>
  52 #include <machine/smp.h>
  53
  54 #include "opt_sched.h"
  55
  56 #ifdef SMP
  57 volatile cpuset_t stopped_cpus;
  58 volatile cpuset_t started_cpus;
  59 volatile cpuset_t suspended_cpus;
  60 cpuset_t hlt_cpus_mask;
  61 cpuset_t logical_cpus_mask;
  62
  63 void (*cpustop_restartfunc)(void);
  64 #endif
  65 /* This is used in modules that need to work in both SMP and UP. */
  66 cpuset_t all_cpus;
  67
  68 int mp_ncpus;
  69 /* export this for libkvm consumers. */
  70 int mp_maxcpus = MAXCPU;
  71
  72 volatile int smp_started;
  73 u_int mp_maxid;
  74
  75 static SYSCTL_NODE(_kern, OID_AUTO, smp, CTLFLAG_RD|CTLFLAG_CAPRD, NULL,
  76     "Kernel SMP");
  77
  78 SYSCTL_INT(_kern_smp, OID_AUTO, maxid, CTLFLAG_RD|CTLFLAG_CAPRD, &mp_maxid, 0,
  79     "Max CPU ID.");
  80
  81 SYSCTL_INT(_kern_smp, OID_AUTO, maxcpus, CTLFLAG_RD|CTLFLAG_CAPRD, &mp_maxcpus,
  82     0, "Max number of CPUs that the system was compiled for.");
  83
  84 int smp_active = 0;     /* are the APs allowed to run? */
  85 SYSCTL_INT(_kern_smp, OID_AUTO, active, CTLFLAG_RW, &smp_active, 0,
  86     "Number of Auxillary Processors (APs) that were successfully started");
  87
  88 int smp_disabled = 0;   /* has smp been disabled? */
  89 SYSCTL_INT(_kern_smp, OID_AUTO, disabled, CTLFLAG_RDTUN|CTLFLAG_CAPRD,
  90     &smp_disabled, 0, "SMP has been disabled from the loader");
  91 TUNABLE_INT("kern.smp.disabled", &smp_disabled);
  92
  93 int smp_cpus = 1;       /* how many cpu's running */
  94 SYSCTL_INT(_kern_smp, OID_AUTO, cpus, CTLFLAG_RD|CTLFLAG_CAPRD, &smp_cpus, 0,
  95     "Number of CPUs online");
  96
  97 int smp_topology = 0;   /* Which topology we're using. */
  98 SYSCTL_INT(_kern_smp, OID_AUTO, topology, CTLFLAG_RD, &smp_topology, 0,
  99     "Topology override setting; 0 is default provided by hardware.");
 100 TUNABLE_INT("kern.smp.topology", &smp_topology);
 101
 102 #ifdef SMP
 103 /* Enable forwarding of a signal to a process running on a different CPU */
 104 static int forward_signal_enabled = 1;
 105 SYSCTL_INT(_kern_smp, OID_AUTO, forward_signal_enabled, CTLFLAG_RW,
 106            &forward_signal_enabled, 0,
 107            "Forwarding of a signal to a process on a different CPU");
 108
 109 /* Variables needed for SMP rendezvous. */
 110 static volatile int smp_rv_ncpus;
 111 static void (*volatile smp_rv_setup_func)(void *arg);
 112 static void (*volatile smp_rv_action_func)(void *arg);
 113 static void (*volatile smp_rv_teardown_func)(void *arg);
 114 static void *volatile smp_rv_func_arg;
 115 static volatile int smp_rv_waiters[4];
 116
 117 /*
 118  * Shared mutex to restrict busywaits between smp_rendezvous() and
 119  * smp(_targeted)_tlb_shootdown().  A deadlock occurs if both of these
 120  * functions trigger at once and cause multiple CPUs to busywait with
 121  * interrupts disabled.
 122  */
 123 struct mtx smp_ipi_mtx;
 124
 125 /*
 126  * Let the MD SMP code initialize mp_maxid very early if it can.
 127  */
 128 static void
 129 mp_setmaxid(void *dummy)
 130 {
 131         cpu_mp_setmaxid();
 132 }
 133 SYSINIT(cpu_mp_setmaxid, SI_SUB_TUNABLES, SI_ORDER_FIRST, mp_setmaxid, NULL);
 134
 135 /*
 136  * Call the MD SMP initialization code.
 137  */
 138 static void
 139 mp_start(void *dummy)
 140 {
 141
 142         mtx_init(&smp_ipi_mtx, "smp rendezvous", NULL, MTX_SPIN);
 143
 144         /* Probe for MP hardware. */
 145         if (smp_disabled != 0 || cpu_mp_probe() == 0) {
 146                 mp_ncpus = 1;
 147                 CPU_SETOF(PCPU_GET(cpuid), &all_cpus);
 148                 return;
 149         }
 150
 151         cpu_mp_start();
 152         printf("FreeBSD/SMP: Multiprocessor System Detected: %d CPUs\n",
 153             mp_ncpus);
 154         cpu_mp_announce();
 155 }
 156 SYSINIT(cpu_mp, SI_SUB_CPU, SI_ORDER_THIRD, mp_start, NULL);
 157
 158 void
 159 forward_signal(struct thread *td)
 160 {
 161         int id;
 162
 163         /*
 164          * signotify() has already set TDF_ASTPENDING and TDF_NEEDSIGCHECK on
 165          * this thread, so all we need to do is poke it if it is currently
 166          * executing so that it executes ast().
 167          */
 168         THREAD_LOCK_ASSERT(td, MA_OWNED);
 169         KASSERT(TD_IS_RUNNING(td),
 170             ("forward_signal: thread is not TDS_RUNNING"));
 171
 172         CTR1(KTR_SMP, "forward_signal(%p)", td->td_proc);
 173
 174         if (!smp_started || cold || panicstr)
 175                 return;
 176         if (!forward_signal_enabled)
 177                 return;
 178
 179         /* No need to IPI ourself. */
 180         if (td == curthread)
 181                 return;
 182
 183         id = td->td_oncpu;
 184         if (id == NOCPU)
 185                 return;
 186         ipi_cpu(id, IPI_AST);
 187 }
 188
 189 /*
 190  * When called the executing CPU will send an IPI to all other CPUs
 191  *  requesting that they halt execution.
 192  *
 193  * Usually (but not necessarily) called with 'other_cpus' as its arg.
 194  *
 195  *  - Signals all CPUs in map to stop.
 196  *  - Waits for each to stop.
 197  *
 198  * Returns:
 199  *  -1: error
 200  *   0: NA
 201  *   1: ok
 202  *
 203  */
 204 static int
 205 generic_stop_cpus(cpuset_t map, u_int type)
 206 {
 207 #ifdef KTR
 208         char cpusetbuf[CPUSETBUFSIZ];
 209 #endif
 210         static volatile u_int stopping_cpu = NOCPU;
 211         int i;
 212         volatile cpuset_t *cpus;
 213
 214         KASSERT(
 215 #if defined(__amd64__) || defined(__i386__)
 216             type == IPI_STOP || type == IPI_STOP_HARD || type == IPI_SUSPEND,
 217 #else
 218             type == IPI_STOP || type == IPI_STOP_HARD,
 219 #endif
 220             ("%s: invalid stop type", __func__));
 221
 222         if (!smp_started)
 223                 return (0);
 224
 225         CTR2(KTR_SMP, "stop_cpus(%s) with %u type",
 226             cpusetobj_strprint(cpusetbuf, &map), type);
 227
 228 #if defined(__amd64__) || defined(__i386__)
 229         /*
 230          * When suspending, ensure there are are no IPIs in progress.
 231          * IPIs that have been issued, but not yet delivered (e.g.
 232          * not pending on a vCPU when running under virtualization)
 233          * will be lost, violating FreeBSD's assumption of reliable
 234          * IPI delivery.
 235          */
 236         if (type == IPI_SUSPEND)
 237                 mtx_lock_spin(&smp_ipi_mtx);
 238 #endif
 239
 240         if (stopping_cpu != PCPU_GET(cpuid))
 241                 while (atomic_cmpset_int(&stopping_cpu, NOCPU,
 242                     PCPU_GET(cpuid)) == 0)
 243                         while (stopping_cpu != NOCPU)
 244                                 cpu_spinwait(); /* spin */
 245
 246         /* send the stop IPI to all CPUs in map */
 247         ipi_selected(map, type);
 248
 249 #if defined(__amd64__) || defined(__i386__)
 250         if (type == IPI_SUSPEND)
 251                 cpus = &suspended_cpus;
 252         else
 253 #endif
 254                 cpus = &stopped_cpus;
 255
 256         i = 0;
 257         while (!CPU_SUBSET(cpus, &map)) {
 258                 /* spin */
 259                 cpu_spinwait();
 260                 i++;
 261                 if (i == 100000000) {
 262                         printf("timeout stopping cpus\n");
 263                         break;
 264                 }
 265         }
 266
 267 #if defined(__amd64__) || defined(__i386__)
 268         if (type == IPI_SUSPEND)
 269                 mtx_unlock_spin(&smp_ipi_mtx);
 270 #endif
 271
 272         stopping_cpu = NOCPU;
 273         return (1);
 274 }
 275
 276 int
 277 stop_cpus(cpuset_t map)
 278 {
 279
 280         return (generic_stop_cpus(map, IPI_STOP));
 281 }
 282
 283 int
 284 stop_cpus_hard(cpuset_t map)
 285 {
 286
 287         return (generic_stop_cpus(map, IPI_STOP_HARD));
 288 }
 289
 290 #if defined(__amd64__) || defined(__i386__)
 291 int
 292 suspend_cpus(cpuset_t map)
 293 {
 294
 295         return (generic_stop_cpus(map, IPI_SUSPEND));
 296 }
 297 #endif
 298
 299 /*
 300  * Called by a CPU to restart stopped CPUs.
 301  *
 302  * Usually (but not necessarily) called with 'stopped_cpus' as its arg.
 303  *
 304  *  - Signals all CPUs in map to restart.
 305  *  - Waits for each to restart.
 306  *
 307  * Returns:
 308  *  -1: error
 309  *   0: NA
 310  *   1: ok
 311  */
 312 static int
 313 generic_restart_cpus(cpuset_t map, u_int type)
 314 {
 315 #ifdef KTR
 316         char cpusetbuf[CPUSETBUFSIZ];
 317 #endif
 318         volatile cpuset_t *cpus;
 319
 320         KASSERT(
 321 #if defined(__amd64__) || defined(__i386__)
 322             type == IPI_STOP || type == IPI_STOP_HARD || type == IPI_SUSPEND,
 323 #else
 324             type == IPI_STOP || type == IPI_STOP_HARD,
 325 #endif
 326             ("%s: invalid stop type", __func__));
 327
 328         if (!smp_started)
 329                 return 0;
 330
 331         CTR1(KTR_SMP, "restart_cpus(%s)", cpusetobj_strprint(cpusetbuf, &map));
 332
 333 #if defined(__amd64__) || defined(__i386__)
 334         if (type == IPI_SUSPEND)
 335                 cpus = &suspended_cpus;
 336         else
 337 #endif
 338                 cpus = &stopped_cpus;
 339
 340         /* signal other cpus to restart */
 341         CPU_COPY_STORE_REL(&map, &started_cpus);
 342
 343         /* wait for each to clear its bit */
 344         while (CPU_OVERLAP(cpus, &map))
 345                 cpu_spinwait();
 346
 347         return 1;
 348 }
 349
 350 int
 351 restart_cpus(cpuset_t map)
 352 {
 353
 354         return (generic_restart_cpus(map, IPI_STOP));
 355 }
 356
 357 #if defined(__amd64__) || defined(__i386__)
 358 int
 359 resume_cpus(cpuset_t map)
 360 {
 361
 362         return (generic_restart_cpus(map, IPI_SUSPEND));
 363 }
 364 #endif
 365
 366 /*
 367  * All-CPU rendezvous.  CPUs are signalled, all execute the setup function
 368  * (if specified), rendezvous, execute the action function (if specified),
 369  * rendezvous again, execute the teardown function (if specified), and then
 370  * resume.
 371  *
 372  * Note that the supplied external functions _must_ be reentrant and aware
 373  * that they are running in parallel and in an unknown lock context.
 374  */
 375 void
 376 smp_rendezvous_action(void)
 377 {
 378         struct thread *td;
 379         void *local_func_arg;
 380         void (*local_setup_func)(void*);
 381         void (*local_action_func)(void*);
 382         void (*local_teardown_func)(void*);
 383 #ifdef INVARIANTS
 384         int owepreempt;
 385 #endif
 386
 387         /* Ensure we have up-to-date values. */
 388         atomic_add_acq_int(&smp_rv_waiters[0], 1);
 389         while (smp_rv_waiters[0] < smp_rv_ncpus)
 390                 cpu_spinwait();
 391
 392         /* Fetch rendezvous parameters after acquire barrier. */
 393         local_func_arg = smp_rv_func_arg;
 394         local_setup_func = smp_rv_setup_func;
 395         local_action_func = smp_rv_action_func;
 396         local_teardown_func = smp_rv_teardown_func;
 397
 398         /*
 399          * Use a nested critical section to prevent any preemptions
 400          * from occurring during a rendezvous action routine.
 401          * Specifically, if a rendezvous handler is invoked via an IPI
 402          * and the interrupted thread was in the critical_exit()
 403          * function after setting td_critnest to 0 but before
 404          * performing a deferred preemption, this routine can be
 405          * invoked with td_critnest set to 0 and td_owepreempt true.
 406          * In that case, a critical_exit() during the rendezvous
 407          * action would trigger a preemption which is not permitted in
 408          * a rendezvous action.  To fix this, wrap all of the
 409          * rendezvous action handlers in a critical section.  We
 410          * cannot use a regular critical section however as having
 411          * critical_exit() preempt from this routine would also be
 412          * problematic (the preemption must not occur before the IPI
 413          * has been acknowledged via an EOI).  Instead, we
 414          * intentionally ignore td_owepreempt when leaving the
 415          * critical section.  This should be harmless because we do
 416          * not permit rendezvous action routines to schedule threads,
 417          * and thus td_owepreempt should never transition from 0 to 1
 418          * during this routine.
 419          */
 420         td = curthread;
 421         td->td_critnest++;
 422 #ifdef INVARIANTS
 423         owepreempt = td->td_owepreempt;
 424 #endif
 425
 426         /*
 427          * If requested, run a setup function before the main action
 428          * function.  Ensure all CPUs have completed the setup
 429          * function before moving on to the action function.
 430          */
 431         if (local_setup_func != smp_no_rendevous_barrier) {
 432                 if (smp_rv_setup_func != NULL)
 433                         smp_rv_setup_func(smp_rv_func_arg);
 434                 atomic_add_int(&smp_rv_waiters[1], 1);
 435                 while (smp_rv_waiters[1] < smp_rv_ncpus)
 436                         cpu_spinwait();
 437         }
 438
 439         if (local_action_func != NULL)
 440                 local_action_func(local_func_arg);
 441
 442         if (local_teardown_func != smp_no_rendevous_barrier) {
 443                 /*
 444                  * Signal that the main action has been completed.  If a
 445                  * full exit rendezvous is requested, then all CPUs will
 446                  * wait here until all CPUs have finished the main action.
 447                  */
 448                 atomic_add_int(&smp_rv_waiters[2], 1);
 449                 while (smp_rv_waiters[2] < smp_rv_ncpus)
 450                         cpu_spinwait();
 451
 452                 if (local_teardown_func != NULL)
 453                         local_teardown_func(local_func_arg);
 454         }
 455
 456         /*
 457          * Signal that the rendezvous is fully completed by this CPU.
 458          * This means that no member of smp_rv_* pseudo-structure will be
 459          * accessed by this target CPU after this point; in particular,
 460          * memory pointed by smp_rv_func_arg.
 461          */
 462         atomic_add_int(&smp_rv_waiters[3], 1);
 463
 464         td->td_critnest--;
 465         KASSERT(owepreempt == td->td_owepreempt,
 466             ("rendezvous action changed td_owepreempt"));
 467 }
 468
 469 void
 470 smp_rendezvous_cpus(cpuset_t map,
 471         void (* setup_func)(void *),
 472         void (* action_func)(void *),
 473         void (* teardown_func)(void *),
 474         void *arg)
 475 {
 476         int curcpumap, i, ncpus = 0;
 477
 478         /* Look comments in the !SMP case. */
 479         if (!smp_started) {
 480                 spinlock_enter();
 481                 if (setup_func != NULL)
 482                         setup_func(arg);
 483                 if (action_func != NULL)
 484                         action_func(arg);
 485                 if (teardown_func != NULL)
 486                         teardown_func(arg);
 487                 spinlock_exit();
 488                 return;
 489         }
 490
 491         CPU_FOREACH(i) {
 492                 if (CPU_ISSET(i, &map))
 493                         ncpus++;
 494         }
 495         if (ncpus == 0)
 496                 panic("ncpus is 0 with non-zero map");
 497
 498         mtx_lock_spin(&smp_ipi_mtx);
 499
 500         /* Pass rendezvous parameters via global variables. */
 501         smp_rv_ncpus = ncpus;
 502         smp_rv_setup_func = setup_func;
 503         smp_rv_action_func = action_func;
 504         smp_rv_teardown_func = teardown_func;
 505         smp_rv_func_arg = arg;
 506         smp_rv_waiters[1] = 0;
 507         smp_rv_waiters[2] = 0;
 508         smp_rv_waiters[3] = 0;
 509         atomic_store_rel_int(&smp_rv_waiters[0], 0);
 510
 511         /*
 512          * Signal other processors, which will enter the IPI with
 513          * interrupts off.
 514          */
 515         curcpumap = CPU_ISSET(curcpu, &map);
 516         CPU_CLR(curcpu, &map);
 517         ipi_selected(map, IPI_RENDEZVOUS);
 518
 519         /* Check if the current CPU is in the map */
 520         if (curcpumap != 0)
 521                 smp_rendezvous_action();
 522
 523         /*
 524          * Ensure that the master CPU waits for all the other
 525          * CPUs to finish the rendezvous, so that smp_rv_*
 526          * pseudo-structure and the arg are guaranteed to not
 527          * be in use.
 528          */
 529         while (atomic_load_acq_int(&smp_rv_waiters[3]) < ncpus)
 530                 cpu_spinwait();
 531
 532         mtx_unlock_spin(&smp_ipi_mtx);
 533 }
 534
 535 void
 536 smp_rendezvous(void (* setup_func)(void *),
 537                void (* action_func)(void *),
 538                void (* teardown_func)(void *),
 539                void *arg)
 540 {
 541         smp_rendezvous_cpus(all_cpus, setup_func, action_func, teardown_func, arg);
 542 }
 543
 544 static struct cpu_group group[MAXCPU];
 545
 546 struct cpu_group *
 547 smp_topo(void)
 548 {
 549         char cpusetbuf[CPUSETBUFSIZ], cpusetbuf2[CPUSETBUFSIZ];
 550         struct cpu_group *top;
 551
 552         /*
 553          * Check for a fake topology request for debugging purposes.
 554          */
 555         switch (smp_topology) {
 556         case 1:
 557                 /* Dual core with no sharing.  */
 558                 top = smp_topo_1level(CG_SHARE_NONE, 2, 0);
 559                 break;
 560         case 2:
 561                 /* No topology, all cpus are equal. */
 562                 top = smp_topo_none();
 563                 break;
 564         case 3:
 565                 /* Dual core with shared L2.  */
 566                 top = smp_topo_1level(CG_SHARE_L2, 2, 0);
 567                 break;
 568         case 4:
 569                 /* quad core, shared l3 among each package, private l2.  */
 570                 top = smp_topo_1level(CG_SHARE_L3, 4, 0);
 571                 break;
 572         case 5:
 573                 /* quad core,  2 dualcore parts on each package share l2.  */
 574                 top = smp_topo_2level(CG_SHARE_NONE, 2, CG_SHARE_L2, 2, 0);
 575                 break;
 576         case 6:
 577                 /* Single-core 2xHTT */
 578                 top = smp_topo_1level(CG_SHARE_L1, 2, CG_FLAG_HTT);
 579                 break;
 580         case 7:
 581                 /* quad core with a shared l3, 8 threads sharing L2.  */
 582                 top = smp_topo_2level(CG_SHARE_L3, 4, CG_SHARE_L2, 8,
 583                     CG_FLAG_SMT);
 584                 break;
 585         default:
 586                 /* Default, ask the system what it wants. */
 587                 top = cpu_topo();
 588                 break;
 589         }
 590         /*
 591          * Verify the returned topology.
 592          */
 593         if (top->cg_count != mp_ncpus)
 594                 panic("Built bad topology at %p.  CPU count %d != %d",
 595                     top, top->cg_count, mp_ncpus);
 596         if (CPU_CMP(&top->cg_mask, &all_cpus))
 597                 panic("Built bad topology at %p.  CPU mask (%s) != (%s)",
 598                     top, cpusetobj_strprint(cpusetbuf, &top->cg_mask),
 599                     cpusetobj_strprint(cpusetbuf2, &all_cpus));
 600         return (top);
 601 }
 602
 603 struct cpu_group *
 604 smp_topo_none(void)
 605 {
 606         struct cpu_group *top;
 607
 608         top = &group[0];
 609         top->cg_parent = NULL;
 610         top->cg_child = NULL;
 611         top->cg_mask = all_cpus;
 612         top->cg_count = mp_ncpus;
 613         top->cg_children = 0;
 614         top->cg_level = CG_SHARE_NONE;
 615         top->cg_flags = 0;
 616
 617         return (top);
 618 }
 619
 620 static int
 621 smp_topo_addleaf(struct cpu_group *parent, struct cpu_group *child, int share,
 622     int count, int flags, int start)
 623 {
 624         char cpusetbuf[CPUSETBUFSIZ], cpusetbuf2[CPUSETBUFSIZ];
 625         cpuset_t mask;
 626         int i;
 627
 628         CPU_ZERO(&mask);
 629         for (i = 0; i < count; i++, start++)
 630                 CPU_SET(start, &mask);
 631         child->cg_parent = parent;
 632         child->cg_child = NULL;
 633         child->cg_children = 0;
 634         child->cg_level = share;
 635         child->cg_count = count;
 636         child->cg_flags = flags;
 637         child->cg_mask = mask;
 638         parent->cg_children++;
 639         for (; parent != NULL; parent = parent->cg_parent) {
 640                 if (CPU_OVERLAP(&parent->cg_mask, &child->cg_mask))
 641                         panic("Duplicate children in %p.  mask (%s) child (%s)",
 642                             parent,
 643                             cpusetobj_strprint(cpusetbuf, &parent->cg_mask),
 644                             cpusetobj_strprint(cpusetbuf2, &child->cg_mask));
 645                 CPU_OR(&parent->cg_mask, &child->cg_mask);
 646                 parent->cg_count += child->cg_count;
 647         }
 648
 649         return (start);
 650 }
 651
 652 struct cpu_group *
 653 smp_topo_1level(int share, int count, int flags)
 654 {
 655         struct cpu_group *child;
 656         struct cpu_group *top;
 657         int packages;
 658         int cpu;
 659         int i;
 660
 661         cpu = 0;
 662         top = &group[0];
 663         packages = mp_ncpus / count;
 664         top->cg_child = child = &group[1];
 665         top->cg_level = CG_SHARE_NONE;
 666         for (i = 0; i < packages; i++, child++)
 667                 cpu = smp_topo_addleaf(top, child, share, count, flags, cpu);
 668         return (top);
 669 }
 670
 671 struct cpu_group *
 672 smp_topo_2level(int l2share, int l2count, int l1share, int l1count,
 673     int l1flags)
 674 {
 675         struct cpu_group *top;
 676         struct cpu_group *l1g;
 677         struct cpu_group *l2g;
 678         int cpu;
 679         int i;
 680         int j;
 681
 682         cpu = 0;
 683         top = &group[0];
 684         l2g = &group[1];
 685         top->cg_child = l2g;
 686         top->cg_level = CG_SHARE_NONE;
 687         top->cg_children = mp_ncpus / (l2count * l1count);
 688         l1g = l2g + top->cg_children;
 689         for (i = 0; i < top->cg_children; i++, l2g++) {
 690                 l2g->cg_parent = top;
 691                 l2g->cg_child = l1g;
 692                 l2g->cg_level = l2share;
 693                 for (j = 0; j < l2count; j++, l1g++)
 694                         cpu = smp_topo_addleaf(l2g, l1g, l1share, l1count,
 695                             l1flags, cpu);
 696         }
 697         return (top);
 698 }
 699
 700
 701 struct cpu_group *
 702 smp_topo_find(struct cpu_group *top, int cpu)
 703 {
 704         struct cpu_group *cg;
 705         cpuset_t mask;
 706         int children;
 707         int i;
 708
 709         CPU_SETOF(cpu, &mask);
 710         cg = top;
 711         for (;;) {
 712                 if (!CPU_OVERLAP(&cg->cg_mask, &mask))
 713                         return (NULL);
 714                 if (cg->cg_children == 0)
 715                         return (cg);
 716                 children = cg->cg_children;
 717                 for (i = 0, cg = cg->cg_child; i < children; cg++, i++)
 718                         if (CPU_OVERLAP(&cg->cg_mask, &mask))
 719                                 break;
 720         }
 721         return (NULL);
 722 }
 723 #else /* !SMP */
 724
 725 void
 726 smp_rendezvous_cpus(cpuset_t map,
 727         void (*setup_func)(void *),
 728         void (*action_func)(void *),
 729         void (*teardown_func)(void *),
 730         void *arg)
 731 {
 732         /*
 733          * In the !SMP case we just need to ensure the same initial conditions
 734          * as the SMP case.
 735          */
 736         spinlock_enter();
 737         if (setup_func != NULL)
 738                 setup_func(arg);
 739         if (action_func != NULL)
 740                 action_func(arg);
 741         if (teardown_func != NULL)
 742                 teardown_func(arg);
 743         spinlock_exit();
 744 }
 745
 746 void
 747 smp_rendezvous(void (*setup_func)(void *),
 748                void (*action_func)(void *),
 749                void (*teardown_func)(void *),
 750                void *arg)
 751 {
 752
 753         /* Look comments in the smp_rendezvous_cpus() case. */
 754         spinlock_enter();
 755         if (setup_func != NULL)
 756                 setup_func(arg);
 757         if (action_func != NULL)
 758                 action_func(arg);
 759         if (teardown_func != NULL)
 760                 teardown_func(arg);
 761         spinlock_exit();
 762 }
 763
 764 /*
 765  * Provide dummy SMP support for UP kernels.  Modules that need to use SMP
 766  * APIs will still work using this dummy support.
 767  */
 768 static void
 769 mp_setvariables_for_up(void *dummy)
 770 {
 771         mp_ncpus = 1;
 772         mp_maxid = PCPU_GET(cpuid);
 773         CPU_SETOF(mp_maxid, &all_cpus);
 774         KASSERT(PCPU_GET(cpuid) == 0, ("UP must have a CPU ID of zero"));
 775 }
 776 SYSINIT(cpu_mp_setvariables, SI_SUB_TUNABLES, SI_ORDER_FIRST,
 777     mp_setvariables_for_up, NULL);
 778 #endif /* SMP */
 779
 780 void
 781 smp_no_rendevous_barrier(void *dummy)
 782 {
 783 #ifdef SMP
 784         KASSERT((!smp_started),("smp_no_rendevous called and smp is started"));
 785 #endif
 786 }
 787
 788 /*
 789  * Wait specified idle threads to switch once.  This ensures that even
 790  * preempted threads have cycled through the switch function once,
 791  * exiting their codepaths.  This allows us to change global pointers
 792  * with no other synchronization.
 793  */
 794 int
 795 quiesce_cpus(cpuset_t map, const char *wmesg, int prio)
 796 {
 797         struct pcpu *pcpu;
 798         u_int gen[MAXCPU];
 799         int error;
 800         int cpu;
 801
 802         error = 0;
 803         for (cpu = 0; cpu <= mp_maxid; cpu++) {
 804                 if (!CPU_ISSET(cpu, &map) || CPU_ABSENT(cpu))
 805                         continue;
 806                 pcpu = pcpu_find(cpu);
 807                 gen[cpu] = pcpu->pc_idlethread->td_generation;
 808         }
 809         for (cpu = 0; cpu <= mp_maxid; cpu++) {
 810                 if (!CPU_ISSET(cpu, &map) || CPU_ABSENT(cpu))
 811                         continue;
 812                 pcpu = pcpu_find(cpu);
 813                 thread_lock(curthread);
 814                 sched_bind(curthread, cpu);
 815                 thread_unlock(curthread);
 816                 while (gen[cpu] == pcpu->pc_idlethread->td_generation) {
 817                         error = tsleep(quiesce_cpus, prio, wmesg, 1);
 818                         if (error != EWOULDBLOCK)
 819                                 goto out;
 820                         error = 0;
 821                 }
 822         }
 823 out:
 824         thread_lock(curthread);
 825         sched_unbind(curthread);
 826         thread_unlock(curthread);
 827
 828         return (error);
 829 }
 830
 831 int
 832 quiesce_all_cpus(const char *wmesg, int prio)
 833 {
 834
 835         return quiesce_cpus(all_cpus, wmesg, prio);
 836 }