sys/kern/lwkt_ipiq.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2003,2004 The DragonFly Project.  All rights reserved.
   3  *
   4  * This code is derived from software contributed to The DragonFly Project
   5  * by Matthew Dillon <dillon@backplane.com>
   6  *
   7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  * modification, are permitted provided that the following conditions
   9  * are met:
  10  *
  11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  15  *    the documentation and/or other materials provided with the
  16  *    distribution.
  17  * 3. Neither the name of The DragonFly Project nor the names of its
  18  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
  19  *    from this software without specific, prior written permission.
  20  *
  21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  22  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
  23  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS
  24  * FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE
  25  * COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  26  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
  27  * BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
  28  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
  29  * AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
  30  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
  31  * OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  32  * SUCH DAMAGE.
  33  */
  34
  35 /*
  36  * This module implements IPI message queueing and the MI portion of IPI
  37  * message processing.
  38  */
  39
  40 #include "opt_ddb.h"
  41
  42 #include <sys/param.h>
  43 #include <sys/systm.h>
  44 #include <sys/kernel.h>
  45 #include <sys/proc.h>
  46 #include <sys/rtprio.h>
  47 #include <sys/queue.h>
  48 #include <sys/thread2.h>
  49 #include <sys/sysctl.h>
  50 #include <sys/ktr.h>
  51 #include <sys/kthread.h>
  52 #include <machine/cpu.h>
  53 #include <sys/lock.h>
  54 #include <sys/caps.h>
  55
  56 #include <vm/vm.h>
  57 #include <vm/vm_param.h>
  58 #include <vm/vm_kern.h>
  59 #include <vm/vm_object.h>
  60 #include <vm/vm_page.h>
  61 #include <vm/vm_map.h>
  62 #include <vm/vm_pager.h>
  63 #include <vm/vm_extern.h>
  64 #include <vm/vm_zone.h>
  65
  66 #include <machine/stdarg.h>
  67 #include <machine/smp.h>
  68 #include <machine/atomic.h>
  69
  70 #ifdef SMP
  71 static __int64_t ipiq_count;    /* total calls to lwkt_send_ipiq*() */
  72 static __int64_t ipiq_fifofull; /* number of fifo full conditions detected */
  73 static __int64_t ipiq_avoided;  /* interlock with target avoids cpu ipi */
  74 static __int64_t ipiq_passive;  /* passive IPI messages */
  75 static __int64_t ipiq_cscount;  /* number of cpu synchronizations */
  76 static int ipiq_optimized = 1;  /* XXX temporary sysctl */
  77 static int ipiq_debug;          /* set to 1 for debug */
  78 #ifdef PANIC_DEBUG
  79 static int      panic_ipiq_cpu = -1;
  80 static int      panic_ipiq_count = 100;
  81 #endif
  82 #endif
  83
  84 #ifdef SMP
  85 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, ipiq_count, CTLFLAG_RW, &ipiq_count, 0,
  86     "Number of IPI's sent");
  87 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, ipiq_fifofull, CTLFLAG_RW, &ipiq_fifofull, 0,
  88     "Number of fifo full conditions detected");
  89 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, ipiq_avoided, CTLFLAG_RW, &ipiq_avoided, 0,
  90     "Number of IPI's avoided by interlock with target cpu");
  91 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, ipiq_passive, CTLFLAG_RW, &ipiq_passive, 0,
  92     "Number of passive IPI messages sent");
  93 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, ipiq_cscount, CTLFLAG_RW, &ipiq_cscount, 0,
  94     "Number of cpu synchronizations");
  95 SYSCTL_INT(_lwkt, OID_AUTO, ipiq_optimized, CTLFLAG_RW, &ipiq_optimized, 0,
  96     "");
  97 SYSCTL_INT(_lwkt, OID_AUTO, ipiq_debug, CTLFLAG_RW, &ipiq_debug, 0,
  98     "");
  99 #ifdef PANIC_DEBUG
 100 SYSCTL_INT(_lwkt, OID_AUTO, panic_ipiq_cpu, CTLFLAG_RW, &panic_ipiq_cpu, 0, "");
 101 SYSCTL_INT(_lwkt, OID_AUTO, panic_ipiq_count, CTLFLAG_RW, &panic_ipiq_count, 0, "");
 102 #endif
 103
 104 #define IPIQ_STRING     "func=%p arg1=%p arg2=%d scpu=%d dcpu=%d"
 105 #define IPIQ_ARG_SIZE   (sizeof(void *) * 2 + sizeof(int) * 3)
 106
 107 #if !defined(KTR_IPIQ)
 108 #define KTR_IPIQ        KTR_ALL
 109 #endif
 110 KTR_INFO_MASTER(ipiq);
 111 KTR_INFO(KTR_IPIQ, ipiq, send_norm, 0, IPIQ_STRING, IPIQ_ARG_SIZE);
 112 KTR_INFO(KTR_IPIQ, ipiq, send_pasv, 1, IPIQ_STRING, IPIQ_ARG_SIZE);
 113 KTR_INFO(KTR_IPIQ, ipiq, send_nbio, 2, IPIQ_STRING, IPIQ_ARG_SIZE);
 114 KTR_INFO(KTR_IPIQ, ipiq, send_fail, 3, IPIQ_STRING, IPIQ_ARG_SIZE);
 115 KTR_INFO(KTR_IPIQ, ipiq, receive, 4, IPIQ_STRING, IPIQ_ARG_SIZE);
 116 KTR_INFO(KTR_IPIQ, ipiq, sync_start, 5, "cpumask=%08x", sizeof(cpumask_t));
 117 KTR_INFO(KTR_IPIQ, ipiq, sync_end, 6, "cpumask=%08x", sizeof(cpumask_t));
 118 KTR_INFO(KTR_IPIQ, ipiq, cpu_send, 7, IPIQ_STRING, IPIQ_ARG_SIZE);
 119 KTR_INFO(KTR_IPIQ, ipiq, send_end, 8, IPIQ_STRING, IPIQ_ARG_SIZE);
 120
 121 #define logipiq(name, func, arg1, arg2, sgd, dgd)       \
 122         KTR_LOG(ipiq_ ## name, func, arg1, arg2, sgd->gd_cpuid, dgd->gd_cpuid)
 123 #define logipiq2(name, arg)     \
 124         KTR_LOG(ipiq_ ## name, arg)
 125
 126 #endif  /* SMP */
 127
 128 #ifdef SMP
 129
 130 static int lwkt_process_ipiq_core(globaldata_t sgd, lwkt_ipiq_t ip,
 131                                   struct intrframe *frame);
 132 static void lwkt_cpusync_remote1(lwkt_cpusync_t cs);
 133 static void lwkt_cpusync_remote2(lwkt_cpusync_t cs);
 134
 135 /*
 136  * Send a function execution request to another cpu.  The request is queued
 137  * on the cpu<->cpu ipiq matrix.  Each cpu owns a unique ipiq FIFO for every
 138  * possible target cpu.  The FIFO can be written.
 139  *
 140  * If the FIFO fills up we have to enable interrupts to avoid an APIC
 141  * deadlock and process pending IPIQs while waiting for it to empty.
 142  * Otherwise we may soft-deadlock with another cpu whos FIFO is also full.
 143  *
 144  * We can safely bump gd_intr_nesting_level because our crit_exit() at the
 145  * end will take care of any pending interrupts.
 146  *
 147  * The actual hardware IPI is avoided if the target cpu is already processing
 148  * the queue from a prior IPI.  It is possible to pipeline IPI messages
 149  * very quickly between cpus due to the FIFO hysteresis.
 150  *
 151  * Need not be called from a critical section.
 152  */
 153 int
 154 lwkt_send_ipiq3(globaldata_t target, ipifunc3_t func, void *arg1, int arg2)
 155 {
 156     lwkt_ipiq_t ip;
 157     int windex;
 158     struct globaldata *gd = mycpu;
 159
 160     logipiq(send_norm, func, arg1, arg2, gd, target);
 161
 162     if (target == gd) {
 163         func(arg1, arg2, NULL);
 164         logipiq(send_end, func, arg1, arg2, gd, target);
 165         return(0);
 166     }
 167     crit_enter();
 168     ++gd->gd_intr_nesting_level;
 169 #ifdef INVARIANTS
 170     if (gd->gd_intr_nesting_level > 20)
 171         panic("lwkt_send_ipiq: TOO HEAVILY NESTED!");
 172 #endif
 173     KKASSERT(curthread->td_critcount);
 174     ++ipiq_count;
 175     ip = &gd->gd_ipiq[target->gd_cpuid];
 176
 177     /*
 178      * Do not allow the FIFO to become full.  Interrupts must be physically
 179      * enabled while we liveloop to avoid deadlocking the APIC.
 180      *
 181      * The target ipiq may have gotten filled up due to passive IPIs and thus
 182      * not be aware that its queue is too full, so be sure to issue an
 183      * ipiq interrupt to the target cpu.
 184      */
 185     if (ip->ip_windex - ip->ip_rindex > MAXCPUFIFO / 2) {
 186 #if defined(__i386__)
 187         unsigned int eflags = read_eflags();
 188 #elif defined(__x86_64__)
 189         unsigned long rflags = read_rflags();
 190 #endif
 191
 192         cpu_enable_intr();
 193         ++ipiq_fifofull;
 194         DEBUG_PUSH_INFO("send_ipiq3");
 195         while (ip->ip_windex - ip->ip_rindex > MAXCPUFIFO / 4) {
 196             if (atomic_poll_acquire_int(&ip->ip_npoll) || ipiq_optimized == 0) {
 197                 logipiq(cpu_send, func, arg1, arg2, gd, target);
 198                 cpu_send_ipiq(target->gd_cpuid);
 199             }
 200             KKASSERT(ip->ip_windex - ip->ip_rindex != MAXCPUFIFO - 1);
 201             lwkt_process_ipiq();
 202             cpu_pause();
 203         }
 204         DEBUG_POP_INFO();
 205 #if defined(__i386__)
 206         write_eflags(eflags);
 207 #elif defined(__x86_64__)
 208         write_rflags(rflags);
 209 #endif
 210     }
 211
 212     /*
 213      * Queue the new message
 214      */
 215     windex = ip->ip_windex & MAXCPUFIFO_MASK;
 216     ip->ip_func[windex] = func;
 217     ip->ip_arg1[windex] = arg1;
 218     ip->ip_arg2[windex] = arg2;
 219     cpu_sfence();
 220     ++ip->ip_windex;
 221
 222     /*
 223      * signal the target cpu that there is work pending.
 224      */
 225     if (atomic_poll_acquire_int(&ip->ip_npoll) || ipiq_optimized == 0) {
 226         logipiq(cpu_send, func, arg1, arg2, gd, target);
 227         cpu_send_ipiq(target->gd_cpuid);
 228     } else {
 229         ++ipiq_avoided;
 230     }
 231     --gd->gd_intr_nesting_level;
 232     crit_exit();
 233     logipiq(send_end, func, arg1, arg2, gd, target);
 234
 235     return(ip->ip_windex);
 236 }
 237
 238 /*
 239  * Similar to lwkt_send_ipiq() but this function does not actually initiate
 240  * the IPI to the target cpu unless the FIFO has become too full, so it is
 241  * very fast.
 242  *
 243  * This function is used for non-critical IPI messages, such as memory
 244  * deallocations.  The queue will typically be flushed by the target cpu at
 245  * the next clock interrupt.
 246  *
 247  * Need not be called from a critical section.
 248  */
 249 int
 250 lwkt_send_ipiq3_passive(globaldata_t target, ipifunc3_t func,
 251                         void *arg1, int arg2)
 252 {
 253     lwkt_ipiq_t ip;
 254     int windex;
 255     struct globaldata *gd = mycpu;
 256
 257     KKASSERT(target != gd);
 258     crit_enter();
 259     ++gd->gd_intr_nesting_level;
 260     logipiq(send_pasv, func, arg1, arg2, gd, target);
 261 #ifdef INVARIANTS
 262     if (gd->gd_intr_nesting_level > 20)
 263         panic("lwkt_send_ipiq: TOO HEAVILY NESTED!");
 264 #endif
 265     KKASSERT(curthread->td_critcount);
 266     ++ipiq_count;
 267     ++ipiq_passive;
 268     ip = &gd->gd_ipiq[target->gd_cpuid];
 269
 270     /*
 271      * Do not allow the FIFO to become full.  Interrupts must be physically
 272      * enabled while we liveloop to avoid deadlocking the APIC.
 273      */
 274     if (ip->ip_windex - ip->ip_rindex > MAXCPUFIFO / 2) {
 275 #if defined(__i386__)
 276         unsigned int eflags = read_eflags();
 277 #elif defined(__x86_64__)
 278         unsigned long rflags = read_rflags();
 279 #endif
 280
 281         cpu_enable_intr();
 282         ++ipiq_fifofull;
 283         DEBUG_PUSH_INFO("send_ipiq3_passive");
 284         while (ip->ip_windex - ip->ip_rindex > MAXCPUFIFO / 4) {
 285             if (atomic_poll_acquire_int(&ip->ip_npoll) || ipiq_optimized == 0) {
 286                 logipiq(cpu_send, func, arg1, arg2, gd, target);
 287                 cpu_send_ipiq(target->gd_cpuid);
 288             }
 289             KKASSERT(ip->ip_windex - ip->ip_rindex != MAXCPUFIFO - 1);
 290             lwkt_process_ipiq();
 291             cpu_pause();
 292         }
 293         DEBUG_POP_INFO();
 294 #if defined(__i386__)
 295         write_eflags(eflags);
 296 #elif defined(__x86_64__)
 297         write_rflags(rflags);
 298 #endif
 299     }
 300
 301     /*
 302      * Queue the new message
 303      */
 304     windex = ip->ip_windex & MAXCPUFIFO_MASK;
 305     ip->ip_func[windex] = func;
 306     ip->ip_arg1[windex] = arg1;
 307     ip->ip_arg2[windex] = arg2;
 308     cpu_sfence();
 309     ++ip->ip_windex;
 310     --gd->gd_intr_nesting_level;
 311
 312     /*
 313      * Do not signal the target cpu, it will pick up the IPI when it next
 314      * polls (typically on the next tick).
 315      */
 316     crit_exit();
 317     logipiq(send_end, func, arg1, arg2, gd, target);
 318
 319     return(ip->ip_windex);
 320 }
 321
 322 /*
 323  * Send an IPI request without blocking, return 0 on success, ENOENT on
 324  * failure.  The actual queueing of the hardware IPI may still force us
 325  * to spin and process incoming IPIs but that will eventually go away
 326  * when we've gotten rid of the other general IPIs.
 327  */
 328 int
 329 lwkt_send_ipiq3_nowait(globaldata_t target, ipifunc3_t func,
 330                        void *arg1, int arg2)
 331 {
 332     lwkt_ipiq_t ip;
 333     int windex;
 334     struct globaldata *gd = mycpu;
 335
 336     logipiq(send_nbio, func, arg1, arg2, gd, target);
 337     KKASSERT(curthread->td_critcount);
 338     if (target == gd) {
 339         func(arg1, arg2, NULL);
 340         logipiq(send_end, func, arg1, arg2, gd, target);
 341         return(0);
 342     }
 343     crit_enter();
 344     ++gd->gd_intr_nesting_level;
 345     ++ipiq_count;
 346     ip = &gd->gd_ipiq[target->gd_cpuid];
 347
 348     if (ip->ip_windex - ip->ip_rindex >= MAXCPUFIFO * 2 / 3) {
 349         logipiq(send_fail, func, arg1, arg2, gd, target);
 350         --gd->gd_intr_nesting_level;
 351         crit_exit();
 352         return(ENOENT);
 353     }
 354     windex = ip->ip_windex & MAXCPUFIFO_MASK;
 355     ip->ip_func[windex] = func;
 356     ip->ip_arg1[windex] = arg1;
 357     ip->ip_arg2[windex] = arg2;
 358     cpu_sfence();
 359     ++ip->ip_windex;
 360
 361     /*
 362      * This isn't a passive IPI, we still have to signal the target cpu.
 363      */
 364     if (atomic_poll_acquire_int(&ip->ip_npoll) || ipiq_optimized == 0) {
 365         logipiq(cpu_send, func, arg1, arg2, gd, target);
 366         cpu_send_ipiq(target->gd_cpuid);
 367     } else {
 368         ++ipiq_avoided;
 369     }
 370     --gd->gd_intr_nesting_level;
 371     crit_exit();
 372
 373     logipiq(send_end, func, arg1, arg2, gd, target);
 374     return(0);
 375 }
 376
 377 /*
 378  * deprecated, used only by fast int forwarding.
 379  */
 380 int
 381 lwkt_send_ipiq3_bycpu(int dcpu, ipifunc3_t func, void *arg1, int arg2)
 382 {
 383     return(lwkt_send_ipiq3(globaldata_find(dcpu), func, arg1, arg2));
 384 }
 385
 386 /*
 387  * Send a message to several target cpus.  Typically used for scheduling.
 388  * The message will not be sent to stopped cpus.
 389  */
 390 int
 391 lwkt_send_ipiq3_mask(cpumask_t mask, ipifunc3_t func, void *arg1, int arg2)
 392 {
 393     int cpuid;
 394     int count = 0;
 395
 396     mask &= ~stopped_cpus;
 397     while (mask) {
 398         cpuid = BSFCPUMASK(mask);
 399         lwkt_send_ipiq3(globaldata_find(cpuid), func, arg1, arg2);
 400         mask &= ~CPUMASK(cpuid);
 401         ++count;
 402     }
 403     return(count);
 404 }
 405
 406 /*
 407  * Wait for the remote cpu to finish processing a function.
 408  *
 409  * YYY we have to enable interrupts and process the IPIQ while waiting
 410  * for it to empty or we may deadlock with another cpu.  Create a CPU_*()
 411  * function to do this!  YYY we really should 'block' here.
 412  *
 413  * MUST be called from a critical section.  This routine may be called
 414  * from an interrupt (for example, if an interrupt wakes a foreign thread
 415  * up).
 416  */
 417 void
 418 lwkt_wait_ipiq(globaldata_t target, int seq)
 419 {
 420     lwkt_ipiq_t ip;
 421     int maxc = 100000000;
 422
 423     if (target != mycpu) {
 424         ip = &mycpu->gd_ipiq[target->gd_cpuid];
 425         if ((int)(ip->ip_xindex - seq) < 0) {
 426 #if defined(__i386__)
 427             unsigned int eflags = read_eflags();
 428 #elif defined(__x86_64__)
 429             unsigned long rflags = read_rflags();
 430 #endif
 431             cpu_enable_intr();
 432             DEBUG_PUSH_INFO("wait_ipiq");
 433             while ((int)(ip->ip_xindex - seq) < 0) {
 434                 crit_enter();
 435                 lwkt_process_ipiq();
 436                 crit_exit();
 437                 if (--maxc == 0)
 438                         kprintf("LWKT_WAIT_IPIQ WARNING! %d wait %d (%d)\n", mycpu->gd_cpuid, target->gd_cpuid, ip->ip_xindex - seq);
 439                 if (maxc < -1000000)
 440                         panic("LWKT_WAIT_IPIQ");
 441                 /*
 442                  * xindex may be modified by another cpu, use a load fence
 443                  * to ensure that the loop does not use a speculative value
 444                  * (which may improve performance).
 445                  */
 446                 cpu_lfence();
 447             }
 448             DEBUG_POP_INFO();
 449 #if defined(__i386__)
 450             write_eflags(eflags);
 451 #elif defined(__x86_64__)
 452             write_rflags(rflags);
 453 #endif
 454         }
 455     }
 456 }
 457
 458 int
 459 lwkt_seq_ipiq(globaldata_t target)
 460 {
 461     lwkt_ipiq_t ip;
 462
 463     ip = &mycpu->gd_ipiq[target->gd_cpuid];
 464     return(ip->ip_windex);
 465 }
 466
 467 /*
 468  * Called from IPI interrupt (like a fast interrupt), which has placed
 469  * us in a critical section.  The MP lock may or may not be held.
 470  * May also be called from doreti or splz, or be reentrantly called
 471  * indirectly through the ip_func[] we run.
 472  *
 473  * There are two versions, one where no interrupt frame is available (when
 474  * called from the send code and from splz, and one where an interrupt
 475  * frame is available.
 476  *
 477  * When the current cpu is mastering a cpusync we do NOT internally loop
 478  * on the cpusyncq poll.  We also do not re-flag a pending ipi due to
 479  * the cpusyncq poll because this can cause doreti/splz to loop internally.
 480  * The cpusync master's own loop must be allowed to run to avoid a deadlock.
 481  */
 482 void
 483 lwkt_process_ipiq(void)
 484 {
 485     globaldata_t gd = mycpu;
 486     globaldata_t sgd;
 487     lwkt_ipiq_t ip;
 488     int n;
 489
 490     ++gd->gd_processing_ipiq;
 491 again:
 492     for (n = 0; n < ncpus; ++n) {
 493         if (n != gd->gd_cpuid) {
 494             sgd = globaldata_find(n);
 495             ip = sgd->gd_ipiq;
 496             if (ip != NULL) {
 497                 while (lwkt_process_ipiq_core(sgd, &ip[gd->gd_cpuid], NULL))
 498                     ;
 499             }
 500         }
 501     }
 502     if (lwkt_process_ipiq_core(gd, &gd->gd_cpusyncq, NULL)) {
 503         if (gd->gd_curthread->td_cscount == 0)
 504             goto again;
 505         /* need_ipiq(); do not reflag */
 506     }
 507     --gd->gd_processing_ipiq;
 508 }
 509
 510 void
 511 lwkt_process_ipiq_frame(struct intrframe *frame)
 512 {
 513     globaldata_t gd = mycpu;
 514     globaldata_t sgd;
 515     lwkt_ipiq_t ip;
 516     int n;
 517
 518 again:
 519     for (n = 0; n < ncpus; ++n) {
 520         if (n != gd->gd_cpuid) {
 521             sgd = globaldata_find(n);
 522             ip = sgd->gd_ipiq;
 523             if (ip != NULL) {
 524                 while (lwkt_process_ipiq_core(sgd, &ip[gd->gd_cpuid], frame))
 525                     ;
 526             }
 527         }
 528     }
 529     if (gd->gd_cpusyncq.ip_rindex != gd->gd_cpusyncq.ip_windex) {
 530         if (lwkt_process_ipiq_core(gd, &gd->gd_cpusyncq, frame)) {
 531             if (gd->gd_curthread->td_cscount == 0)
 532                 goto again;
 533             /* need_ipiq(); do not reflag */
 534         }
 535     }
 536 }
 537
 538 #if 0
 539 static int iqticks[SMP_MAXCPU];
 540 static int iqcount[SMP_MAXCPU];
 541 #endif
 542 #if 0
 543 static int iqterm[SMP_MAXCPU];
 544 #endif
 545
 546 static int
 547 lwkt_process_ipiq_core(globaldata_t sgd, lwkt_ipiq_t ip,
 548                        struct intrframe *frame)
 549 {
 550     globaldata_t mygd = mycpu;
 551     int ri;
 552     int wi;
 553     ipifunc3_t copy_func;
 554     void *copy_arg1;
 555     int copy_arg2;
 556
 557 #if 0
 558     if (iqticks[mygd->gd_cpuid] != ticks) {
 559             iqticks[mygd->gd_cpuid] = ticks;
 560             iqcount[mygd->gd_cpuid] = 0;
 561     }
 562     if (++iqcount[mygd->gd_cpuid] > 3000000) {
 563         kprintf("cpu %d ipiq maxed cscount %d spin %d\n",
 564                 mygd->gd_cpuid,
 565                 mygd->gd_curthread->td_cscount,
 566                 mygd->gd_spinlocks_wr);
 567         iqcount[mygd->gd_cpuid] = 0;
 568 #if 0
 569         if (++iqterm[mygd->gd_cpuid] > 10)
 570                 panic("cpu %d ipiq maxed", mygd->gd_cpuid);
 571 #endif
 572         int i;
 573         for (i = 0; i < ncpus; ++i) {
 574                 if (globaldata_find(i)->gd_infomsg)
 575                         kprintf(" %s", globaldata_find(i)->gd_infomsg);
 576         }
 577         kprintf("\n");
 578     }
 579 #endif
 580
 581     /*
 582      * Obtain the current write index, which is modified by a remote cpu.
 583      * Issue a load fence to prevent speculative reads of e.g. data written
 584      * by the other cpu prior to it updating the index.
 585      */
 586     KKASSERT(curthread->td_critcount);
 587     wi = ip->ip_windex;
 588     cpu_lfence();
 589     ++mygd->gd_intr_nesting_level;
 590
 591     /*
 592      * NOTE: xindex is only updated after we are sure the function has
 593      *       finished execution.  Beware lwkt_process_ipiq() reentrancy!
 594      *       The function may send an IPI which may block/drain.
 595      *
 596      * NOTE: Due to additional IPI operations that the callback function
 597      *       may make, it is possible for both rindex and windex to advance and
 598      *       thus for rindex to advance passed our cached windex.
 599      *
 600      * NOTE: A load fence is required to prevent speculative loads prior
 601      *       to the loading of ip_rindex.  Even though stores might be
 602      *       ordered, loads are probably not.  A memory fence is required
 603      *       to prevent reordering of the loads after the ip_rindex update.
 604      */
 605     while (wi - (ri = ip->ip_rindex) > 0) {
 606         ri &= MAXCPUFIFO_MASK;
 607         cpu_lfence();
 608         copy_func = ip->ip_func[ri];
 609         copy_arg1 = ip->ip_arg1[ri];
 610         copy_arg2 = ip->ip_arg2[ri];
 611         cpu_mfence();
 612         ++ip->ip_rindex;
 613         KKASSERT((ip->ip_rindex & MAXCPUFIFO_MASK) ==
 614                  ((ri + 1) & MAXCPUFIFO_MASK));
 615         logipiq(receive, copy_func, copy_arg1, copy_arg2, sgd, mycpu);
 616 #ifdef INVARIANTS
 617         if (ipiq_debug && (ip->ip_rindex & 0xFFFFFF) == 0) {
 618                 kprintf("cpu %d ipifunc %p %p %d (frame %p)\n",
 619                         mycpu->gd_cpuid,
 620                         copy_func, copy_arg1, copy_arg2,
 621 #if defined(__i386__)
 622                         (frame ? (void *)frame->if_eip : NULL));
 623 #elif defined(__amd64__)
 624                         (frame ? (void *)frame->if_rip : NULL));
 625 #else
 626                         NULL);
 627 #endif
 628         }
 629 #endif
 630         copy_func(copy_arg1, copy_arg2, frame);
 631         cpu_sfence();
 632         ip->ip_xindex = ip->ip_rindex;
 633
 634 #ifdef PANIC_DEBUG
 635         /*
 636          * Simulate panics during the processing of an IPI
 637          */
 638         if (mycpu->gd_cpuid == panic_ipiq_cpu && panic_ipiq_count) {
 639                 if (--panic_ipiq_count == 0) {
 640 #ifdef DDB
 641                         Debugger("PANIC_DEBUG");
 642 #else
 643                         panic("PANIC_DEBUG");
 644 #endif
 645                 }
 646         }
 647 #endif
 648     }
 649     --mygd->gd_intr_nesting_level;
 650
 651     /*
 652      * If the queue is empty release ip_npoll to enable the other cpu to
 653      * send us an IPI interrupt again.
 654      *
 655      * Return non-zero if there is still more in the queue.  Note that we
 656      * must re-check the indexes after potentially releasing ip_npoll.  The
 657      * caller must loop or otherwise ensure that a loop will occur prior to
 658      * blocking.
 659      */
 660     if (ip->ip_rindex == ip->ip_windex)
 661             atomic_poll_release_int(&ip->ip_npoll);
 662     cpu_lfence();
 663     return (ip->ip_rindex != ip->ip_windex);
 664 }
 665
 666 static void
 667 lwkt_sync_ipiq(void *arg)
 668 {
 669     volatile cpumask_t *cpumask = arg;
 670
 671     atomic_clear_cpumask(cpumask, mycpu->gd_cpumask);
 672     if (*cpumask == 0)
 673         wakeup(cpumask);
 674 }
 675
 676 void
 677 lwkt_synchronize_ipiqs(const char *wmesg)
 678 {
 679     volatile cpumask_t other_cpumask;
 680
 681     other_cpumask = mycpu->gd_other_cpus & smp_active_mask;
 682     lwkt_send_ipiq_mask(other_cpumask, lwkt_sync_ipiq,
 683         __DEVOLATILE(void *, &other_cpumask));
 684
 685     while (other_cpumask != 0) {
 686         tsleep_interlock(&other_cpumask, 0);
 687         if (other_cpumask != 0)
 688             tsleep(&other_cpumask, PINTERLOCKED, wmesg, 0);
 689     }
 690 }
 691
 692 #endif
 693
 694 /*
 695  * CPU Synchronization Support
 696  *
 697  * lwkt_cpusync_interlock()     - Place specified cpus in a quiescent state.
 698  *                                The current cpu is placed in a hard critical
 699  *                                section.
 700  *
 701  * lwkt_cpusync_deinterlock()   - Execute cs_func on specified cpus, including
 702  *                                current cpu if specified, then return.
 703  */
 704 void
 705 lwkt_cpusync_simple(cpumask_t mask, cpusync_func_t func, void *arg)
 706 {
 707     struct lwkt_cpusync cs;
 708
 709     lwkt_cpusync_init(&cs, mask, func, arg);
 710     lwkt_cpusync_interlock(&cs);
 711     lwkt_cpusync_deinterlock(&cs);
 712 }
 713
 714
 715 void
 716 lwkt_cpusync_interlock(lwkt_cpusync_t cs)
 717 {
 718 #ifdef SMP
 719     globaldata_t gd = mycpu;
 720     cpumask_t mask;
 721
 722     /*
 723      * mask acknowledge (cs_mack):  0->mask for stage 1
 724      *
 725      * mack does not include the current cpu.
 726      */
 727     mask = cs->cs_mask & gd->gd_other_cpus & smp_active_mask;
 728     cs->cs_mack = 0;
 729     crit_enter_id("cpusync");
 730     if (mask) {
 731         DEBUG_PUSH_INFO("cpusync_interlock");
 732         ++ipiq_cscount;
 733         ++gd->gd_curthread->td_cscount;
 734         lwkt_send_ipiq_mask(mask, (ipifunc1_t)lwkt_cpusync_remote1, cs);
 735         logipiq2(sync_start, mask);
 736         while (cs->cs_mack != mask) {
 737             lwkt_process_ipiq();
 738             cpu_pause();
 739         }
 740         DEBUG_POP_INFO();
 741     }
 742 #else
 743     cs->cs_mack = 0;
 744 #endif
 745 }
 746
 747 /*
 748  * Interlocked cpus have executed remote1 and are polling in remote2.
 749  * To deinterlock we clear cs_mack and wait for the cpus to execute
 750  * the func and set their bit in cs_mack again.
 751  *
 752  */
 753 void
 754 lwkt_cpusync_deinterlock(lwkt_cpusync_t cs)
 755 {
 756     globaldata_t gd = mycpu;
 757 #ifdef SMP
 758     cpumask_t mask;
 759
 760     /*
 761      * mask acknowledge (cs_mack):  mack->0->mack for stage 2
 762      *
 763      * Clearing cpu bits for polling cpus in cs_mack will cause them to
 764      * execute stage 2, which executes the cs_func(cs_data) and then sets
 765      * their bit in cs_mack again.
 766      *
 767      * mack does not include the current cpu.
 768      */
 769     mask = cs->cs_mack;
 770     cpu_ccfence();
 771     cs->cs_mack = 0;
 772     if (cs->cs_func && (cs->cs_mask & gd->gd_cpumask))
 773             cs->cs_func(cs->cs_data);
 774     if (mask) {
 775         DEBUG_PUSH_INFO("cpusync_deinterlock");
 776         while (cs->cs_mack != mask) {
 777             lwkt_process_ipiq();
 778             cpu_pause();
 779         }
 780         DEBUG_POP_INFO();
 781         /*
 782          * cpusyncq ipis may be left queued without the RQF flag set due to
 783          * a non-zero td_cscount, so be sure to process any laggards after
 784          * decrementing td_cscount.
 785          */
 786         --gd->gd_curthread->td_cscount;
 787         lwkt_process_ipiq();
 788         logipiq2(sync_end, mask);
 789     }
 790     crit_exit_id("cpusync");
 791 #else
 792     if (cs->cs_func && (cs->cs_mask & gd->gd_cpumask))
 793         cs->cs_func(cs->cs_data);
 794 #endif
 795 }
 796
 797 #ifdef SMP
 798
 799 /*
 800  * helper IPI remote messaging function.
 801  *
 802  * Called on remote cpu when a new cpu synchronization request has been
 803  * sent to us.  Execute the run function and adjust cs_count, then requeue
 804  * the request so we spin on it.
 805  */
 806 static void
 807 lwkt_cpusync_remote1(lwkt_cpusync_t cs)
 808 {
 809     globaldata_t gd = mycpu;
 810
 811     atomic_set_cpumask(&cs->cs_mack, gd->gd_cpumask);
 812     lwkt_cpusync_remote2(cs);
 813 }
 814
 815 /*
 816  * helper IPI remote messaging function.
 817  *
 818  * Poll for the originator telling us to finish.  If it hasn't, requeue
 819  * our request so we spin on it.
 820  */
 821 static void
 822 lwkt_cpusync_remote2(lwkt_cpusync_t cs)
 823 {
 824     globaldata_t gd = mycpu;
 825
 826     if ((cs->cs_mack & gd->gd_cpumask) == 0) {
 827         if (cs->cs_func)
 828                 cs->cs_func(cs->cs_data);
 829         atomic_set_cpumask(&cs->cs_mack, gd->gd_cpumask);
 830     } else {
 831         lwkt_ipiq_t ip;
 832         int wi;
 833
 834         ip = &gd->gd_cpusyncq;
 835         wi = ip->ip_windex & MAXCPUFIFO_MASK;
 836         ip->ip_func[wi] = (ipifunc3_t)(ipifunc1_t)lwkt_cpusync_remote2;
 837         ip->ip_arg1[wi] = cs;
 838         ip->ip_arg2[wi] = 0;
 839         cpu_sfence();
 840         ++ip->ip_windex;
 841         if (ipiq_debug && (ip->ip_windex & 0xFFFFFF) == 0) {
 842                 kprintf("cpu %d cm=%016jx %016jx f=%p\n",
 843                         gd->gd_cpuid,
 844                         (intmax_t)cs->cs_mask, (intmax_t)cs->cs_mack,
 845                         cs->cs_func);
 846         }
 847     }
 848 }
 849
 850 #endif