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
  55 #include <vm/vm.h>
  56 #include <vm/vm_param.h>
  57 #include <vm/vm_kern.h>
  58 #include <vm/vm_object.h>
  59 #include <vm/vm_page.h>
  60 #include <vm/vm_map.h>
  61 #include <vm/vm_pager.h>
  62 #include <vm/vm_extern.h>
  63 #include <vm/vm_zone.h>
  64
  65 #include <machine/stdarg.h>
  66 #include <machine/smp.h>
  67 #include <machine/atomic.h>
  68
  69 static __int64_t ipiq_count;    /* total calls to lwkt_send_ipiq*() */
  70 static __int64_t ipiq_fifofull; /* number of fifo full conditions detected */
  71 static __int64_t ipiq_avoided;  /* interlock with target avoids cpu ipi */
  72 static __int64_t ipiq_passive;  /* passive IPI messages */
  73 static __int64_t ipiq_cscount;  /* number of cpu synchronizations */
  74 static int ipiq_debug;          /* set to 1 for debug */
  75 #ifdef PANIC_DEBUG
  76 static int      panic_ipiq_cpu = -1;
  77 static int      panic_ipiq_count = 100;
  78 #endif
  79
  80 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, ipiq_count, CTLFLAG_RW, &ipiq_count, 0,
  81     "Number of IPI's sent");
  82 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, ipiq_fifofull, CTLFLAG_RW, &ipiq_fifofull, 0,
  83     "Number of fifo full conditions detected");
  84 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, ipiq_avoided, CTLFLAG_RW, &ipiq_avoided, 0,
  85     "Number of IPI's avoided by interlock with target cpu");
  86 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, ipiq_passive, CTLFLAG_RW, &ipiq_passive, 0,
  87     "Number of passive IPI messages sent");
  88 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, ipiq_cscount, CTLFLAG_RW, &ipiq_cscount, 0,
  89     "Number of cpu synchronizations");
  90 SYSCTL_INT(_lwkt, OID_AUTO, ipiq_debug, CTLFLAG_RW, &ipiq_debug, 0,
  91     "");
  92 #ifdef PANIC_DEBUG
  93 SYSCTL_INT(_lwkt, OID_AUTO, panic_ipiq_cpu, CTLFLAG_RW, &panic_ipiq_cpu, 0, "");
  94 SYSCTL_INT(_lwkt, OID_AUTO, panic_ipiq_count, CTLFLAG_RW, &panic_ipiq_count, 0, "");
  95 #endif
  96
  97 #define IPIQ_STRING     "func=%p arg1=%p arg2=%d scpu=%d dcpu=%d"
  98 #define IPIQ_ARGS       void *func, void *arg1, int arg2, int scpu, int dcpu
  99
 100 #if !defined(KTR_IPIQ)
 101 #define KTR_IPIQ        KTR_ALL
 102 #endif
 103 KTR_INFO_MASTER(ipiq);
 104 KTR_INFO(KTR_IPIQ, ipiq, send_norm, 0, IPIQ_STRING, IPIQ_ARGS);
 105 KTR_INFO(KTR_IPIQ, ipiq, send_pasv, 1, IPIQ_STRING, IPIQ_ARGS);
 106 KTR_INFO(KTR_IPIQ, ipiq, send_nbio, 2, IPIQ_STRING, IPIQ_ARGS);
 107 KTR_INFO(KTR_IPIQ, ipiq, send_fail, 3, IPIQ_STRING, IPIQ_ARGS);
 108 KTR_INFO(KTR_IPIQ, ipiq, receive, 4, IPIQ_STRING, IPIQ_ARGS);
 109 KTR_INFO(KTR_IPIQ, ipiq, sync_start, 5, "cpumask=%08lx", unsigned long mask);
 110 KTR_INFO(KTR_IPIQ, ipiq, sync_end, 6, "cpumask=%08lx", unsigned long mask);
 111 KTR_INFO(KTR_IPIQ, ipiq, cpu_send, 7, IPIQ_STRING, IPIQ_ARGS);
 112 KTR_INFO(KTR_IPIQ, ipiq, send_end, 8, IPIQ_STRING, IPIQ_ARGS);
 113
 114 #define logipiq(name, func, arg1, arg2, sgd, dgd)       \
 115         KTR_LOG(ipiq_ ## name, func, arg1, arg2, sgd->gd_cpuid, dgd->gd_cpuid)
 116 #define logipiq2(name, arg)     \
 117         KTR_LOG(ipiq_ ## name, arg)
 118
 119 static int lwkt_process_ipiq_core(globaldata_t sgd, lwkt_ipiq_t ip,
 120                                   struct intrframe *frame);
 121 static void lwkt_cpusync_remote1(lwkt_cpusync_t cs);
 122 static void lwkt_cpusync_remote2(lwkt_cpusync_t cs);
 123
 124 /*
 125  * Send a function execution request to another cpu.  The request is queued
 126  * on the cpu<->cpu ipiq matrix.  Each cpu owns a unique ipiq FIFO for every
 127  * possible target cpu.  The FIFO can be written.
 128  *
 129  * If the FIFO fills up we have to enable interrupts to avoid an APIC
 130  * deadlock and process pending IPIQs while waiting for it to empty.
 131  * Otherwise we may soft-deadlock with another cpu whos FIFO is also full.
 132  *
 133  * We can safely bump gd_intr_nesting_level because our crit_exit() at the
 134  * end will take care of any pending interrupts.
 135  *
 136  * The actual hardware IPI is avoided if the target cpu is already processing
 137  * the queue from a prior IPI.  It is possible to pipeline IPI messages
 138  * very quickly between cpus due to the FIFO hysteresis.
 139  *
 140  * Need not be called from a critical section.
 141  */
 142 int
 143 lwkt_send_ipiq3(globaldata_t target, ipifunc3_t func, void *arg1, int arg2)
 144 {
 145     lwkt_ipiq_t ip;
 146     int windex;
 147     struct globaldata *gd = mycpu;
 148
 149     logipiq(send_norm, func, arg1, arg2, gd, target);
 150
 151     if (target == gd) {
 152         func(arg1, arg2, NULL);
 153         logipiq(send_end, func, arg1, arg2, gd, target);
 154         return(0);
 155     }
 156     crit_enter();
 157     ++gd->gd_intr_nesting_level;
 158 #ifdef INVARIANTS
 159     if (gd->gd_intr_nesting_level > 20)
 160         panic("lwkt_send_ipiq: TOO HEAVILY NESTED!");
 161 #endif
 162     KKASSERT(curthread->td_critcount);
 163     ++ipiq_count;
 164     ip = &gd->gd_ipiq[target->gd_cpuid];
 165
 166     /*
 167      * Do not allow the FIFO to become full.  Interrupts must be physically
 168      * enabled while we liveloop to avoid deadlocking the APIC.
 169      *
 170      * The target ipiq may have gotten filled up due to passive IPIs and thus
 171      * not be aware that its queue is too full, so be sure to issue an
 172      * ipiq interrupt to the target cpu.
 173      */
 174     if (ip->ip_windex - ip->ip_rindex > MAXCPUFIFO / 2) {
 175 #if defined(__i386__)
 176         unsigned int eflags = read_eflags();
 177 #elif defined(__x86_64__)
 178         unsigned long rflags = read_rflags();
 179 #endif
 180
 181         cpu_enable_intr();
 182         ++ipiq_fifofull;
 183         DEBUG_PUSH_INFO("send_ipiq3");
 184         while (ip->ip_windex - ip->ip_rindex > MAXCPUFIFO / 4) {
 185             if (atomic_poll_acquire_int(&target->gd_npoll)) {
 186                 logipiq(cpu_send, func, arg1, arg2, gd, target);
 187                 cpu_send_ipiq(target->gd_cpuid);
 188             }
 189             KKASSERT(ip->ip_windex - ip->ip_rindex != MAXCPUFIFO - 1);
 190             lwkt_process_ipiq();
 191             cpu_pause();
 192         }
 193         DEBUG_POP_INFO();
 194 #if defined(__i386__)
 195         write_eflags(eflags);
 196 #elif defined(__x86_64__)
 197         write_rflags(rflags);
 198 #endif
 199     }
 200
 201     /*
 202      * Queue the new message
 203      */
 204     windex = ip->ip_windex & MAXCPUFIFO_MASK;
 205     ip->ip_info[windex].func = func;
 206     ip->ip_info[windex].arg1 = arg1;
 207     ip->ip_info[windex].arg2 = arg2;
 208     cpu_sfence();
 209     ++ip->ip_windex;
 210     atomic_set_cpumask(&target->gd_ipimask, gd->gd_cpumask);
 211
 212     /*
 213      * signal the target cpu that there is work pending.
 214      */
 215     if (atomic_poll_acquire_int(&target->gd_npoll)) {
 216         logipiq(cpu_send, func, arg1, arg2, gd, target);
 217         cpu_send_ipiq(target->gd_cpuid);
 218     } else {
 219         ++ipiq_avoided;
 220     }
 221     --gd->gd_intr_nesting_level;
 222     crit_exit();
 223     logipiq(send_end, func, arg1, arg2, gd, target);
 224
 225     return(ip->ip_windex);
 226 }
 227
 228 /*
 229  * Similar to lwkt_send_ipiq() but this function does not actually initiate
 230  * the IPI to the target cpu unless the FIFO has become too full, so it is
 231  * very fast.
 232  *
 233  * This function is used for non-critical IPI messages, such as memory
 234  * deallocations.  The queue will typically be flushed by the target cpu at
 235  * the next clock interrupt.
 236  *
 237  * Need not be called from a critical section.
 238  */
 239 int
 240 lwkt_send_ipiq3_passive(globaldata_t target, ipifunc3_t func,
 241                         void *arg1, int arg2)
 242 {
 243     lwkt_ipiq_t ip;
 244     int windex;
 245     struct globaldata *gd = mycpu;
 246
 247     KKASSERT(target != gd);
 248     crit_enter();
 249     ++gd->gd_intr_nesting_level;
 250     logipiq(send_pasv, func, arg1, arg2, gd, target);
 251 #ifdef INVARIANTS
 252     if (gd->gd_intr_nesting_level > 20)
 253         panic("lwkt_send_ipiq: TOO HEAVILY NESTED!");
 254 #endif
 255     KKASSERT(curthread->td_critcount);
 256     ++ipiq_count;
 257     ++ipiq_passive;
 258     ip = &gd->gd_ipiq[target->gd_cpuid];
 259
 260     /*
 261      * Do not allow the FIFO to become full.  Interrupts must be physically
 262      * enabled while we liveloop to avoid deadlocking the APIC.
 263      */
 264     if (ip->ip_windex - ip->ip_rindex > MAXCPUFIFO / 2) {
 265 #if defined(__i386__)
 266         unsigned int eflags = read_eflags();
 267 #elif defined(__x86_64__)
 268         unsigned long rflags = read_rflags();
 269 #endif
 270
 271         cpu_enable_intr();
 272         ++ipiq_fifofull;
 273         DEBUG_PUSH_INFO("send_ipiq3_passive");
 274         while (ip->ip_windex - ip->ip_rindex > MAXCPUFIFO / 4) {
 275             if (atomic_poll_acquire_int(&target->gd_npoll)) {
 276                 logipiq(cpu_send, func, arg1, arg2, gd, target);
 277                 cpu_send_ipiq(target->gd_cpuid);
 278             }
 279             KKASSERT(ip->ip_windex - ip->ip_rindex != MAXCPUFIFO - 1);
 280             lwkt_process_ipiq();
 281             cpu_pause();
 282         }
 283         DEBUG_POP_INFO();
 284 #if defined(__i386__)
 285         write_eflags(eflags);
 286 #elif defined(__x86_64__)
 287         write_rflags(rflags);
 288 #endif
 289     }
 290
 291     /*
 292      * Queue the new message
 293      */
 294     windex = ip->ip_windex & MAXCPUFIFO_MASK;
 295     ip->ip_info[windex].func = func;
 296     ip->ip_info[windex].arg1 = arg1;
 297     ip->ip_info[windex].arg2 = arg2;
 298     cpu_sfence();
 299     ++ip->ip_windex;
 300     atomic_set_cpumask(&target->gd_ipimask, gd->gd_cpumask);
 301     --gd->gd_intr_nesting_level;
 302
 303     /*
 304      * Do not signal the target cpu, it will pick up the IPI when it next
 305      * polls (typically on the next tick).
 306      */
 307     crit_exit();
 308     logipiq(send_end, func, arg1, arg2, gd, target);
 309
 310     return(ip->ip_windex);
 311 }
 312
 313 /*
 314  * Send an IPI request without blocking, return 0 on success, ENOENT on
 315  * failure.  The actual queueing of the hardware IPI may still force us
 316  * to spin and process incoming IPIs but that will eventually go away
 317  * when we've gotten rid of the other general IPIs.
 318  */
 319 int
 320 lwkt_send_ipiq3_nowait(globaldata_t target, ipifunc3_t func,
 321                        void *arg1, int arg2)
 322 {
 323     lwkt_ipiq_t ip;
 324     int windex;
 325     struct globaldata *gd = mycpu;
 326
 327     logipiq(send_nbio, func, arg1, arg2, gd, target);
 328     KKASSERT(curthread->td_critcount);
 329     if (target == gd) {
 330         func(arg1, arg2, NULL);
 331         logipiq(send_end, func, arg1, arg2, gd, target);
 332         return(0);
 333     }
 334     crit_enter();
 335     ++gd->gd_intr_nesting_level;
 336     ++ipiq_count;
 337     ip = &gd->gd_ipiq[target->gd_cpuid];
 338
 339     if (ip->ip_windex - ip->ip_rindex >= MAXCPUFIFO * 2 / 3) {
 340         logipiq(send_fail, func, arg1, arg2, gd, target);
 341         --gd->gd_intr_nesting_level;
 342         crit_exit();
 343         return(ENOENT);
 344     }
 345     windex = ip->ip_windex & MAXCPUFIFO_MASK;
 346     ip->ip_info[windex].func = func;
 347     ip->ip_info[windex].arg1 = arg1;
 348     ip->ip_info[windex].arg2 = arg2;
 349     cpu_sfence();
 350     ++ip->ip_windex;
 351     atomic_set_cpumask(&target->gd_ipimask, gd->gd_cpumask);
 352
 353     /*
 354      * This isn't a passive IPI, we still have to signal the target cpu.
 355      */
 356     if (atomic_poll_acquire_int(&target->gd_npoll)) {
 357         logipiq(cpu_send, func, arg1, arg2, gd, target);
 358         cpu_send_ipiq(target->gd_cpuid);
 359     } else {
 360         ++ipiq_avoided;
 361     }
 362     --gd->gd_intr_nesting_level;
 363     crit_exit();
 364
 365     logipiq(send_end, func, arg1, arg2, gd, target);
 366     return(0);
 367 }
 368
 369 /*
 370  * deprecated, used only by fast int forwarding.
 371  */
 372 int
 373 lwkt_send_ipiq3_bycpu(int dcpu, ipifunc3_t func, void *arg1, int arg2)
 374 {
 375     return(lwkt_send_ipiq3(globaldata_find(dcpu), func, arg1, arg2));
 376 }
 377
 378 /*
 379  * Send a message to several target cpus.  Typically used for scheduling.
 380  * The message will not be sent to stopped cpus.
 381  */
 382 int
 383 lwkt_send_ipiq3_mask(cpumask_t mask, ipifunc3_t func, void *arg1, int arg2)
 384 {
 385     int cpuid;
 386     int count = 0;
 387
 388     mask &= ~stopped_cpus;
 389     while (mask) {
 390         cpuid = BSFCPUMASK(mask);
 391         lwkt_send_ipiq3(globaldata_find(cpuid), func, arg1, arg2);
 392         mask &= ~CPUMASK(cpuid);
 393         ++count;
 394     }
 395     return(count);
 396 }
 397
 398 /*
 399  * Wait for the remote cpu to finish processing a function.
 400  *
 401  * YYY we have to enable interrupts and process the IPIQ while waiting
 402  * for it to empty or we may deadlock with another cpu.  Create a CPU_*()
 403  * function to do this!  YYY we really should 'block' here.
 404  *
 405  * MUST be called from a critical section.  This routine may be called
 406  * from an interrupt (for example, if an interrupt wakes a foreign thread
 407  * up).
 408  */
 409 void
 410 lwkt_wait_ipiq(globaldata_t target, int seq)
 411 {
 412     lwkt_ipiq_t ip;
 413     int maxc = 100000000;
 414
 415     if (target != mycpu) {
 416         ip = &mycpu->gd_ipiq[target->gd_cpuid];
 417         if ((int)(ip->ip_xindex - seq) < 0) {
 418 #if defined(__i386__)
 419             unsigned int eflags = read_eflags();
 420 #elif defined(__x86_64__)
 421             unsigned long rflags = read_rflags();
 422 #endif
 423             cpu_enable_intr();
 424             DEBUG_PUSH_INFO("wait_ipiq");
 425             while ((int)(ip->ip_xindex - seq) < 0) {
 426                 crit_enter();
 427                 lwkt_process_ipiq();
 428                 crit_exit();
 429                 if (--maxc == 0)
 430                         kprintf("LWKT_WAIT_IPIQ WARNING! %d wait %d (%d)\n", mycpu->gd_cpuid, target->gd_cpuid, ip->ip_xindex - seq);
 431                 if (maxc < -1000000)
 432                         panic("LWKT_WAIT_IPIQ");
 433                 /*
 434                  * xindex may be modified by another cpu, use a load fence
 435                  * to ensure that the loop does not use a speculative value
 436                  * (which may improve performance).
 437                  */
 438                 cpu_lfence();
 439             }
 440             DEBUG_POP_INFO();
 441 #if defined(__i386__)
 442             write_eflags(eflags);
 443 #elif defined(__x86_64__)
 444             write_rflags(rflags);
 445 #endif
 446         }
 447     }
 448 }
 449
 450 int
 451 lwkt_seq_ipiq(globaldata_t target)
 452 {
 453     lwkt_ipiq_t ip;
 454
 455     ip = &mycpu->gd_ipiq[target->gd_cpuid];
 456     return(ip->ip_windex);
 457 }
 458
 459 /*
 460  * Called from IPI interrupt (like a fast interrupt), which has placed
 461  * us in a critical section.  The MP lock may or may not be held.
 462  * May also be called from doreti or splz, or be reentrantly called
 463  * indirectly through the ip_info[].func we run.
 464  *
 465  * There are two versions, one where no interrupt frame is available (when
 466  * called from the send code and from splz, and one where an interrupt
 467  * frame is available.
 468  *
 469  * When the current cpu is mastering a cpusync we do NOT internally loop
 470  * on the cpusyncq poll.  We also do not re-flag a pending ipi due to
 471  * the cpusyncq poll because this can cause doreti/splz to loop internally.
 472  * The cpusync master's own loop must be allowed to run to avoid a deadlock.
 473  */
 474 void
 475 lwkt_process_ipiq(void)
 476 {
 477     globaldata_t gd = mycpu;
 478     globaldata_t sgd;
 479     lwkt_ipiq_t ip;
 480     cpumask_t mask;
 481     int n;
 482
 483     ++gd->gd_processing_ipiq;
 484 again:
 485     cpu_lfence();
 486     mask = gd->gd_ipimask;
 487     atomic_clear_cpumask(&gd->gd_ipimask, mask);
 488     while (mask) {
 489         n = BSFCPUMASK(mask);
 490         if (n != gd->gd_cpuid) {
 491             sgd = globaldata_find(n);
 492             ip = sgd->gd_ipiq;
 493             if (ip != NULL) {
 494                 while (lwkt_process_ipiq_core(sgd, &ip[gd->gd_cpuid], NULL))
 495                     ;
 496             }
 497         }
 498         mask &= ~CPUMASK(n);
 499     }
 500
 501     /*
 502      * Process pending cpusyncs.  If the current thread has a cpusync
 503      * active cpusync we only run the list once and do not re-flag
 504      * as the thread itself is processing its interlock.
 505      */
 506     if (lwkt_process_ipiq_core(gd, &gd->gd_cpusyncq, NULL)) {
 507         if (gd->gd_curthread->td_cscount == 0)
 508             goto again;
 509         /* need_ipiq(); do not reflag */
 510     }
 511
 512     /*
 513      * Interlock to allow more IPI interrupts.  Recheck ipimask after
 514      * releasing gd_npoll.
 515      */
 516     if (gd->gd_ipimask)
 517         goto again;
 518     atomic_poll_release_int(&gd->gd_npoll);
 519     cpu_mfence();
 520     if (gd->gd_ipimask)
 521         goto again;
 522     --gd->gd_processing_ipiq;
 523 }
 524
 525 void
 526 lwkt_process_ipiq_frame(struct intrframe *frame)
 527 {
 528     globaldata_t gd = mycpu;
 529     globaldata_t sgd;
 530     lwkt_ipiq_t ip;
 531     cpumask_t mask;
 532     int n;
 533
 534 again:
 535     cpu_lfence();
 536     mask = gd->gd_ipimask;
 537     atomic_clear_cpumask(&gd->gd_ipimask, mask);
 538     while (mask) {
 539         n = BSFCPUMASK(mask);
 540         if (n != gd->gd_cpuid) {
 541             sgd = globaldata_find(n);
 542             ip = sgd->gd_ipiq;
 543             if (ip != NULL) {
 544                 while (lwkt_process_ipiq_core(sgd, &ip[gd->gd_cpuid], frame))
 545                     ;
 546             }
 547         }
 548         mask &= ~CPUMASK(n);
 549     }
 550     if (gd->gd_cpusyncq.ip_rindex != gd->gd_cpusyncq.ip_windex) {
 551         if (lwkt_process_ipiq_core(gd, &gd->gd_cpusyncq, frame)) {
 552             if (gd->gd_curthread->td_cscount == 0)
 553                 goto again;
 554             /* need_ipiq(); do not reflag */
 555         }
 556     }
 557
 558     /*
 559      * Interlock to allow more IPI interrupts.  Recheck ipimask after
 560      * releasing gd_npoll.
 561      */
 562     if (gd->gd_ipimask)
 563         goto again;
 564     atomic_poll_release_int(&gd->gd_npoll);
 565     cpu_mfence();
 566     if (gd->gd_ipimask)
 567         goto again;
 568 }
 569
 570 #if 0
 571 static int iqticks[SMP_MAXCPU];
 572 static int iqcount[SMP_MAXCPU];
 573 #endif
 574 #if 0
 575 static int iqterm[SMP_MAXCPU];
 576 #endif
 577
 578 static int
 579 lwkt_process_ipiq_core(globaldata_t sgd, lwkt_ipiq_t ip,
 580                        struct intrframe *frame)
 581 {
 582     globaldata_t mygd = mycpu;
 583     int ri;
 584     int wi;
 585     ipifunc3_t copy_func;
 586     void *copy_arg1;
 587     int copy_arg2;
 588
 589 #if 0
 590     if (iqticks[mygd->gd_cpuid] != ticks) {
 591             iqticks[mygd->gd_cpuid] = ticks;
 592             iqcount[mygd->gd_cpuid] = 0;
 593     }
 594     if (++iqcount[mygd->gd_cpuid] > 3000000) {
 595         kprintf("cpu %d ipiq maxed cscount %d spin %d\n",
 596                 mygd->gd_cpuid,
 597                 mygd->gd_curthread->td_cscount,
 598                 mygd->gd_spinlocks);
 599         iqcount[mygd->gd_cpuid] = 0;
 600 #if 0
 601         if (++iqterm[mygd->gd_cpuid] > 10)
 602                 panic("cpu %d ipiq maxed", mygd->gd_cpuid);
 603 #endif
 604         int i;
 605         for (i = 0; i < ncpus; ++i) {
 606                 if (globaldata_find(i)->gd_infomsg)
 607                         kprintf(" %s", globaldata_find(i)->gd_infomsg);
 608         }
 609         kprintf("\n");
 610     }
 611 #endif
 612
 613     /*
 614      * Clear the originating core from our ipimask, we will process all
 615      * incoming messages.
 616      *
 617      * Obtain the current write index, which is modified by a remote cpu.
 618      * Issue a load fence to prevent speculative reads of e.g. data written
 619      * by the other cpu prior to it updating the index.
 620      */
 621     KKASSERT(curthread->td_critcount);
 622     wi = ip->ip_windex;
 623     cpu_lfence();
 624     ++mygd->gd_intr_nesting_level;
 625
 626     /*
 627      * NOTE: xindex is only updated after we are sure the function has
 628      *       finished execution.  Beware lwkt_process_ipiq() reentrancy!
 629      *       The function may send an IPI which may block/drain.
 630      *
 631      * NOTE: Due to additional IPI operations that the callback function
 632      *       may make, it is possible for both rindex and windex to advance and
 633      *       thus for rindex to advance passed our cached windex.
 634      *
 635      * NOTE: A load fence is required to prevent speculative loads prior
 636      *       to the loading of ip_rindex.  Even though stores might be
 637      *       ordered, loads are probably not.  A memory fence is required
 638      *       to prevent reordering of the loads after the ip_rindex update.
 639      *
 640      * NOTE: Single pass only.  Returns non-zero if the queue is not empty
 641      *       on return.
 642      */
 643     while (wi - (ri = ip->ip_rindex) > 0) {
 644         ri &= MAXCPUFIFO_MASK;
 645         cpu_lfence();
 646         copy_func = ip->ip_info[ri].func;
 647         copy_arg1 = ip->ip_info[ri].arg1;
 648         copy_arg2 = ip->ip_info[ri].arg2;
 649         cpu_mfence();
 650         ++ip->ip_rindex;
 651         KKASSERT((ip->ip_rindex & MAXCPUFIFO_MASK) ==
 652                  ((ri + 1) & MAXCPUFIFO_MASK));
 653         logipiq(receive, copy_func, copy_arg1, copy_arg2, sgd, mycpu);
 654 #ifdef INVARIANTS
 655         if (ipiq_debug && (ip->ip_rindex & 0xFFFFFF) == 0) {
 656                 kprintf("cpu %d ipifunc %p %p %d (frame %p)\n",
 657                         mycpu->gd_cpuid,
 658                         copy_func, copy_arg1, copy_arg2,
 659 #if defined(__i386__)
 660                         (frame ? (void *)frame->if_eip : NULL));
 661 #elif defined(__amd64__)
 662                         (frame ? (void *)frame->if_rip : NULL));
 663 #else
 664                         NULL);
 665 #endif
 666         }
 667 #endif
 668         copy_func(copy_arg1, copy_arg2, frame);
 669         cpu_sfence();
 670         ip->ip_xindex = ip->ip_rindex;
 671
 672 #ifdef PANIC_DEBUG
 673         /*
 674          * Simulate panics during the processing of an IPI
 675          */
 676         if (mycpu->gd_cpuid == panic_ipiq_cpu && panic_ipiq_count) {
 677                 if (--panic_ipiq_count == 0) {
 678 #ifdef DDB
 679                         Debugger("PANIC_DEBUG");
 680 #else
 681                         panic("PANIC_DEBUG");
 682 #endif
 683                 }
 684         }
 685 #endif
 686     }
 687     --mygd->gd_intr_nesting_level;
 688
 689     /*
 690      * Return non-zero if there is still more in the queue.
 691      */
 692     cpu_lfence();
 693     return (ip->ip_rindex != ip->ip_windex);
 694 }
 695
 696 static void
 697 lwkt_sync_ipiq(void *arg)
 698 {
 699     volatile cpumask_t *cpumask = arg;
 700
 701     atomic_clear_cpumask(cpumask, mycpu->gd_cpumask);
 702     if (*cpumask == 0)
 703         wakeup(cpumask);
 704 }
 705
 706 void
 707 lwkt_synchronize_ipiqs(const char *wmesg)
 708 {
 709     volatile cpumask_t other_cpumask;
 710
 711     other_cpumask = mycpu->gd_other_cpus & smp_active_mask;
 712     lwkt_send_ipiq_mask(other_cpumask, lwkt_sync_ipiq,
 713         __DEVOLATILE(void *, &other_cpumask));
 714
 715     while (other_cpumask != 0) {
 716         tsleep_interlock(&other_cpumask, 0);
 717         if (other_cpumask != 0)
 718             tsleep(&other_cpumask, PINTERLOCKED, wmesg, 0);
 719     }
 720 }
 721
 722 /*
 723  * CPU Synchronization Support
 724  *
 725  * lwkt_cpusync_interlock()     - Place specified cpus in a quiescent state.
 726  *                                The current cpu is placed in a hard critical
 727  *                                section.
 728  *
 729  * lwkt_cpusync_deinterlock()   - Execute cs_func on specified cpus, including
 730  *                                current cpu if specified, then return.
 731  */
 732 void
 733 lwkt_cpusync_simple(cpumask_t mask, cpusync_func_t func, void *arg)
 734 {
 735     struct lwkt_cpusync cs;
 736
 737     lwkt_cpusync_init(&cs, mask, func, arg);
 738     lwkt_cpusync_interlock(&cs);
 739     lwkt_cpusync_deinterlock(&cs);
 740 }
 741
 742
 743 void
 744 lwkt_cpusync_interlock(lwkt_cpusync_t cs)
 745 {
 746 #if 0
 747     const char *smsg = "SMPSYNL";
 748 #endif
 749     globaldata_t gd = mycpu;
 750     cpumask_t mask;
 751
 752     /*
 753      * mask acknowledge (cs_mack):  0->mask for stage 1
 754      *
 755      * mack does not include the current cpu.
 756      */
 757     mask = cs->cs_mask & gd->gd_other_cpus & smp_active_mask;
 758     cs->cs_mack = 0;
 759     crit_enter_id("cpusync");
 760     if (mask) {
 761         DEBUG_PUSH_INFO("cpusync_interlock");
 762         ++ipiq_cscount;
 763         ++gd->gd_curthread->td_cscount;
 764         lwkt_send_ipiq_mask(mask, (ipifunc1_t)lwkt_cpusync_remote1, cs);
 765         logipiq2(sync_start, (long)mask);
 766 #if 0
 767         if (gd->gd_curthread->td_wmesg == NULL)
 768                 gd->gd_curthread->td_wmesg = smsg;
 769 #endif
 770         while (cs->cs_mack != mask) {
 771             lwkt_process_ipiq();
 772             cpu_pause();
 773         }
 774 #if 0
 775         if (gd->gd_curthread->td_wmesg == smsg)
 776                 gd->gd_curthread->td_wmesg = NULL;
 777 #endif
 778         DEBUG_POP_INFO();
 779     }
 780 }
 781
 782 /*
 783  * Interlocked cpus have executed remote1 and are polling in remote2.
 784  * To deinterlock we clear cs_mack and wait for the cpus to execute
 785  * the func and set their bit in cs_mack again.
 786  *
 787  */
 788 void
 789 lwkt_cpusync_deinterlock(lwkt_cpusync_t cs)
 790 {
 791     globaldata_t gd = mycpu;
 792 #if 0
 793     const char *smsg = "SMPSYNU";
 794 #endif
 795     cpumask_t mask;
 796
 797     /*
 798      * mask acknowledge (cs_mack):  mack->0->mack for stage 2
 799      *
 800      * Clearing cpu bits for polling cpus in cs_mack will cause them to
 801      * execute stage 2, which executes the cs_func(cs_data) and then sets
 802      * their bit in cs_mack again.
 803      *
 804      * mack does not include the current cpu.
 805      */
 806     mask = cs->cs_mack;
 807     cpu_ccfence();
 808     cs->cs_mack = 0;
 809     cpu_ccfence();
 810     if (cs->cs_func && (cs->cs_mask & gd->gd_cpumask))
 811             cs->cs_func(cs->cs_data);
 812     if (mask) {
 813         DEBUG_PUSH_INFO("cpusync_deinterlock");
 814 #if 0
 815         if (gd->gd_curthread->td_wmesg == NULL)
 816                 gd->gd_curthread->td_wmesg = smsg;
 817 #endif
 818         while (cs->cs_mack != mask) {
 819             lwkt_process_ipiq();
 820             cpu_pause();
 821         }
 822 #if 0
 823         if (gd->gd_curthread->td_wmesg == smsg)
 824                 gd->gd_curthread->td_wmesg = NULL;
 825 #endif
 826         DEBUG_POP_INFO();
 827         /*
 828          * cpusyncq ipis may be left queued without the RQF flag set due to
 829          * a non-zero td_cscount, so be sure to process any laggards after
 830          * decrementing td_cscount.
 831          */
 832         --gd->gd_curthread->td_cscount;
 833         lwkt_process_ipiq();
 834         logipiq2(sync_end, (long)mask);
 835     }
 836     crit_exit_id("cpusync");
 837 }
 838
 839 /*
 840  * helper IPI remote messaging function.
 841  *
 842  * Called on remote cpu when a new cpu synchronization request has been
 843  * sent to us.  Execute the run function and adjust cs_count, then requeue
 844  * the request so we spin on it.
 845  */
 846 static void
 847 lwkt_cpusync_remote1(lwkt_cpusync_t cs)
 848 {
 849     globaldata_t gd = mycpu;
 850
 851     atomic_set_cpumask(&cs->cs_mack, gd->gd_cpumask);
 852     lwkt_cpusync_remote2(cs);
 853 }
 854
 855 /*
 856  * helper IPI remote messaging function.
 857  *
 858  * Poll for the originator telling us to finish.  If it hasn't, requeue
 859  * our request so we spin on it.
 860  */
 861 static void
 862 lwkt_cpusync_remote2(lwkt_cpusync_t cs)
 863 {
 864     globaldata_t gd = mycpu;
 865
 866     if ((cs->cs_mack & gd->gd_cpumask) == 0) {
 867         if (cs->cs_func)
 868                 cs->cs_func(cs->cs_data);
 869         atomic_set_cpumask(&cs->cs_mack, gd->gd_cpumask);
 870         /* cs can be ripped out at this point */
 871     } else {
 872         lwkt_ipiq_t ip;
 873         int wi;
 874
 875         ip = &gd->gd_cpusyncq;
 876         wi = ip->ip_windex & MAXCPUFIFO_MASK;
 877         ip->ip_info[wi].func = (ipifunc3_t)(ipifunc1_t)lwkt_cpusync_remote2;
 878         ip->ip_info[wi].arg1 = cs;
 879         ip->ip_info[wi].arg2 = 0;
 880         cpu_sfence();
 881         KKASSERT(ip->ip_windex - ip->ip_rindex < MAXCPUFIFO);
 882         ++ip->ip_windex;
 883         if (ipiq_debug && (ip->ip_windex & 0xFFFFFF) == 0) {
 884                 kprintf("cpu %d cm=%016jx %016jx f=%p\n",
 885                         gd->gd_cpuid,
 886                         (intmax_t)cs->cs_mask, (intmax_t)cs->cs_mack,
 887                         cs->cs_func);
 888         }
 889     }
 890 }