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_debug;          /* set to 1 for debug */
  77 #ifdef PANIC_DEBUG
  78 static int      panic_ipiq_cpu = -1;
  79 static int      panic_ipiq_count = 100;
  80 #endif
  81 #endif
  82
  83 #ifdef SMP
  84 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, ipiq_count, CTLFLAG_RW, &ipiq_count, 0,
  85     "Number of IPI's sent");
  86 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, ipiq_fifofull, CTLFLAG_RW, &ipiq_fifofull, 0,
  87     "Number of fifo full conditions detected");
  88 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, ipiq_avoided, CTLFLAG_RW, &ipiq_avoided, 0,
  89     "Number of IPI's avoided by interlock with target cpu");
  90 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, ipiq_passive, CTLFLAG_RW, &ipiq_passive, 0,
  91     "Number of passive IPI messages sent");
  92 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, ipiq_cscount, CTLFLAG_RW, &ipiq_cscount, 0,
  93     "Number of cpu synchronizations");
  94 SYSCTL_INT(_lwkt, OID_AUTO, ipiq_debug, CTLFLAG_RW, &ipiq_debug, 0,
  95     "");
  96 #ifdef PANIC_DEBUG
  97 SYSCTL_INT(_lwkt, OID_AUTO, panic_ipiq_cpu, CTLFLAG_RW, &panic_ipiq_cpu, 0, "");
  98 SYSCTL_INT(_lwkt, OID_AUTO, panic_ipiq_count, CTLFLAG_RW, &panic_ipiq_count, 0, "");
  99 #endif
 100
 101 #define IPIQ_STRING     "func=%p arg1=%p arg2=%d scpu=%d dcpu=%d"
 102 #define IPIQ_ARGS       void *func, void *arg1, int arg2, int scpu, int dcpu
 103
 104 #if !defined(KTR_IPIQ)
 105 #define KTR_IPIQ        KTR_ALL
 106 #endif
 107 KTR_INFO_MASTER(ipiq);
 108 KTR_INFO(KTR_IPIQ, ipiq, send_norm, 0, IPIQ_STRING, IPIQ_ARGS);
 109 KTR_INFO(KTR_IPIQ, ipiq, send_pasv, 1, IPIQ_STRING, IPIQ_ARGS);
 110 KTR_INFO(KTR_IPIQ, ipiq, send_nbio, 2, IPIQ_STRING, IPIQ_ARGS);
 111 KTR_INFO(KTR_IPIQ, ipiq, send_fail, 3, IPIQ_STRING, IPIQ_ARGS);
 112 KTR_INFO(KTR_IPIQ, ipiq, receive, 4, IPIQ_STRING, IPIQ_ARGS);
 113 KTR_INFO(KTR_IPIQ, ipiq, sync_start, 5, "cpumask=%08lx", unsigned long mask);
 114 KTR_INFO(KTR_IPIQ, ipiq, sync_end, 6, "cpumask=%08lx", unsigned long mask);
 115 KTR_INFO(KTR_IPIQ, ipiq, cpu_send, 7, IPIQ_STRING, IPIQ_ARGS);
 116 KTR_INFO(KTR_IPIQ, ipiq, send_end, 8, IPIQ_STRING, IPIQ_ARGS);
 117
 118 #define logipiq(name, func, arg1, arg2, sgd, dgd)       \
 119         KTR_LOG(ipiq_ ## name, func, arg1, arg2, sgd->gd_cpuid, dgd->gd_cpuid)
 120 #define logipiq2(name, arg)     \
 121         KTR_LOG(ipiq_ ## name, arg)
 122
 123 #endif  /* SMP */
 124
 125 #ifdef SMP
 126
 127 static int lwkt_process_ipiq_core(globaldata_t sgd, lwkt_ipiq_t ip,
 128                                   struct intrframe *frame);
 129 static void lwkt_cpusync_remote1(lwkt_cpusync_t cs);
 130 static void lwkt_cpusync_remote2(lwkt_cpusync_t cs);
 131
 132 /*
 133  * Send a function execution request to another cpu.  The request is queued
 134  * on the cpu<->cpu ipiq matrix.  Each cpu owns a unique ipiq FIFO for every
 135  * possible target cpu.  The FIFO can be written.
 136  *
 137  * If the FIFO fills up we have to enable interrupts to avoid an APIC
 138  * deadlock and process pending IPIQs while waiting for it to empty.
 139  * Otherwise we may soft-deadlock with another cpu whos FIFO is also full.
 140  *
 141  * We can safely bump gd_intr_nesting_level because our crit_exit() at the
 142  * end will take care of any pending interrupts.
 143  *
 144  * The actual hardware IPI is avoided if the target cpu is already processing
 145  * the queue from a prior IPI.  It is possible to pipeline IPI messages
 146  * very quickly between cpus due to the FIFO hysteresis.
 147  *
 148  * Need not be called from a critical section.
 149  */
 150 int
 151 lwkt_send_ipiq3(globaldata_t target, ipifunc3_t func, void *arg1, int arg2)
 152 {
 153     lwkt_ipiq_t ip;
 154     int windex;
 155     struct globaldata *gd = mycpu;
 156
 157     logipiq(send_norm, func, arg1, arg2, gd, target);
 158
 159     if (target == gd) {
 160         func(arg1, arg2, NULL);
 161         logipiq(send_end, func, arg1, arg2, gd, target);
 162         return(0);
 163     }
 164     crit_enter();
 165     ++gd->gd_intr_nesting_level;
 166 #ifdef INVARIANTS
 167     if (gd->gd_intr_nesting_level > 20)
 168         panic("lwkt_send_ipiq: TOO HEAVILY NESTED!");
 169 #endif
 170     KKASSERT(curthread->td_critcount);
 171     ++ipiq_count;
 172     ip = &gd->gd_ipiq[target->gd_cpuid];
 173
 174     /*
 175      * Do not allow the FIFO to become full.  Interrupts must be physically
 176      * enabled while we liveloop to avoid deadlocking the APIC.
 177      *
 178      * The target ipiq may have gotten filled up due to passive IPIs and thus
 179      * not be aware that its queue is too full, so be sure to issue an
 180      * ipiq interrupt to the target cpu.
 181      */
 182     if (ip->ip_windex - ip->ip_rindex > MAXCPUFIFO / 2) {
 183 #if defined(__i386__)
 184         unsigned int eflags = read_eflags();
 185 #elif defined(__x86_64__)
 186         unsigned long rflags = read_rflags();
 187 #endif
 188
 189         cpu_enable_intr();
 190         ++ipiq_fifofull;
 191         DEBUG_PUSH_INFO("send_ipiq3");
 192         while (ip->ip_windex - ip->ip_rindex > MAXCPUFIFO / 4) {
 193             if (atomic_poll_acquire_int(&target->gd_npoll)) {
 194                 logipiq(cpu_send, func, arg1, arg2, gd, target);
 195                 cpu_send_ipiq(target->gd_cpuid);
 196             }
 197             KKASSERT(ip->ip_windex - ip->ip_rindex != MAXCPUFIFO - 1);
 198             lwkt_process_ipiq();
 199             cpu_pause();
 200         }
 201         DEBUG_POP_INFO();
 202 #if defined(__i386__)
 203         write_eflags(eflags);
 204 #elif defined(__x86_64__)
 205         write_rflags(rflags);
 206 #endif
 207     }
 208
 209     /*
 210      * Queue the new message
 211      */
 212     windex = ip->ip_windex & MAXCPUFIFO_MASK;
 213     ip->ip_info[windex].func = func;
 214     ip->ip_info[windex].arg1 = arg1;
 215     ip->ip_info[windex].arg2 = arg2;
 216     cpu_sfence();
 217     ++ip->ip_windex;
 218     atomic_set_cpumask(&target->gd_ipimask, gd->gd_cpumask);
 219
 220     /*
 221      * signal the target cpu that there is work pending.
 222      */
 223     if (atomic_poll_acquire_int(&target->gd_npoll)) {
 224         logipiq(cpu_send, func, arg1, arg2, gd, target);
 225         cpu_send_ipiq(target->gd_cpuid);
 226     } else {
 227         ++ipiq_avoided;
 228     }
 229     --gd->gd_intr_nesting_level;
 230     crit_exit();
 231     logipiq(send_end, func, arg1, arg2, gd, target);
 232
 233     return(ip->ip_windex);
 234 }
 235
 236 /*
 237  * Similar to lwkt_send_ipiq() but this function does not actually initiate
 238  * the IPI to the target cpu unless the FIFO has become too full, so it is
 239  * very fast.
 240  *
 241  * This function is used for non-critical IPI messages, such as memory
 242  * deallocations.  The queue will typically be flushed by the target cpu at
 243  * the next clock interrupt.
 244  *
 245  * Need not be called from a critical section.
 246  */
 247 int
 248 lwkt_send_ipiq3_passive(globaldata_t target, ipifunc3_t func,
 249                         void *arg1, int arg2)
 250 {
 251     lwkt_ipiq_t ip;
 252     int windex;
 253     struct globaldata *gd = mycpu;
 254
 255     KKASSERT(target != gd);
 256     crit_enter();
 257     ++gd->gd_intr_nesting_level;
 258     logipiq(send_pasv, func, arg1, arg2, gd, target);
 259 #ifdef INVARIANTS
 260     if (gd->gd_intr_nesting_level > 20)
 261         panic("lwkt_send_ipiq: TOO HEAVILY NESTED!");
 262 #endif
 263     KKASSERT(curthread->td_critcount);
 264     ++ipiq_count;
 265     ++ipiq_passive;
 266     ip = &gd->gd_ipiq[target->gd_cpuid];
 267
 268     /*
 269      * Do not allow the FIFO to become full.  Interrupts must be physically
 270      * enabled while we liveloop to avoid deadlocking the APIC.
 271      */
 272     if (ip->ip_windex - ip->ip_rindex > MAXCPUFIFO / 2) {
 273 #if defined(__i386__)
 274         unsigned int eflags = read_eflags();
 275 #elif defined(__x86_64__)
 276         unsigned long rflags = read_rflags();
 277 #endif
 278
 279         cpu_enable_intr();
 280         ++ipiq_fifofull;
 281         DEBUG_PUSH_INFO("send_ipiq3_passive");
 282         while (ip->ip_windex - ip->ip_rindex > MAXCPUFIFO / 4) {
 283             if (atomic_poll_acquire_int(&target->gd_npoll)) {
 284                 logipiq(cpu_send, func, arg1, arg2, gd, target);
 285                 cpu_send_ipiq(target->gd_cpuid);
 286             }
 287             KKASSERT(ip->ip_windex - ip->ip_rindex != MAXCPUFIFO - 1);
 288             lwkt_process_ipiq();
 289             cpu_pause();
 290         }
 291         DEBUG_POP_INFO();
 292 #if defined(__i386__)
 293         write_eflags(eflags);
 294 #elif defined(__x86_64__)
 295         write_rflags(rflags);
 296 #endif
 297     }
 298
 299     /*
 300      * Queue the new message
 301      */
 302     windex = ip->ip_windex & MAXCPUFIFO_MASK;
 303     ip->ip_info[windex].func = func;
 304     ip->ip_info[windex].arg1 = arg1;
 305     ip->ip_info[windex].arg2 = arg2;
 306     cpu_sfence();
 307     ++ip->ip_windex;
 308     atomic_set_cpumask(&target->gd_ipimask, gd->gd_cpumask);
 309     --gd->gd_intr_nesting_level;
 310
 311     /*
 312      * Do not signal the target cpu, it will pick up the IPI when it next
 313      * polls (typically on the next tick).
 314      */
 315     crit_exit();
 316     logipiq(send_end, func, arg1, arg2, gd, target);
 317
 318     return(ip->ip_windex);
 319 }
 320
 321 /*
 322  * Send an IPI request without blocking, return 0 on success, ENOENT on
 323  * failure.  The actual queueing of the hardware IPI may still force us
 324  * to spin and process incoming IPIs but that will eventually go away
 325  * when we've gotten rid of the other general IPIs.
 326  */
 327 int
 328 lwkt_send_ipiq3_nowait(globaldata_t target, ipifunc3_t func,
 329                        void *arg1, int arg2)
 330 {
 331     lwkt_ipiq_t ip;
 332     int windex;
 333     struct globaldata *gd = mycpu;
 334
 335     logipiq(send_nbio, func, arg1, arg2, gd, target);
 336     KKASSERT(curthread->td_critcount);
 337     if (target == gd) {
 338         func(arg1, arg2, NULL);
 339         logipiq(send_end, func, arg1, arg2, gd, target);
 340         return(0);
 341     }
 342     crit_enter();
 343     ++gd->gd_intr_nesting_level;
 344     ++ipiq_count;
 345     ip = &gd->gd_ipiq[target->gd_cpuid];
 346
 347     if (ip->ip_windex - ip->ip_rindex >= MAXCPUFIFO * 2 / 3) {
 348         logipiq(send_fail, func, arg1, arg2, gd, target);
 349         --gd->gd_intr_nesting_level;
 350         crit_exit();
 351         return(ENOENT);
 352     }
 353     windex = ip->ip_windex & MAXCPUFIFO_MASK;
 354     ip->ip_info[windex].func = func;
 355     ip->ip_info[windex].arg1 = arg1;
 356     ip->ip_info[windex].arg2 = arg2;
 357     cpu_sfence();
 358     ++ip->ip_windex;
 359     atomic_set_cpumask(&target->gd_ipimask, gd->gd_cpumask);
 360
 361     /*
 362      * This isn't a passive IPI, we still have to signal the target cpu.
 363      */
 364     if (atomic_poll_acquire_int(&target->gd_npoll)) {
 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_info[].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     cpumask_t mask;
 489     int n;
 490
 491     ++gd->gd_processing_ipiq;
 492 again:
 493     cpu_lfence();
 494     mask = gd->gd_ipimask;
 495     atomic_clear_cpumask(&gd->gd_ipimask, mask);
 496     while (mask) {
 497         n = BSFCPUMASK(mask);
 498         if (n != gd->gd_cpuid) {
 499             sgd = globaldata_find(n);
 500             ip = sgd->gd_ipiq;
 501             if (ip != NULL) {
 502                 while (lwkt_process_ipiq_core(sgd, &ip[gd->gd_cpuid], NULL))
 503                     ;
 504             }
 505         }
 506         mask &= ~CPUMASK(n);
 507     }
 508
 509     /*
 510      * Process pending cpusyncs.  If the current thread has a cpusync
 511      * active cpusync we only run the list once and do not re-flag
 512      * as the thread itself is processing its interlock.
 513      */
 514     if (lwkt_process_ipiq_core(gd, &gd->gd_cpusyncq, NULL)) {
 515         if (gd->gd_curthread->td_cscount == 0)
 516             goto again;
 517         /* need_ipiq(); do not reflag */
 518     }
 519
 520     /*
 521      * Interlock to allow more IPI interrupts.  Recheck ipimask after
 522      * releasing gd_npoll.
 523      */
 524     if (gd->gd_ipimask)
 525         goto again;
 526     atomic_poll_release_int(&gd->gd_npoll);
 527     cpu_mfence();
 528     if (gd->gd_ipimask)
 529         goto again;
 530     --gd->gd_processing_ipiq;
 531 }
 532
 533 void
 534 lwkt_process_ipiq_frame(struct intrframe *frame)
 535 {
 536     globaldata_t gd = mycpu;
 537     globaldata_t sgd;
 538     lwkt_ipiq_t ip;
 539     cpumask_t mask;
 540     int n;
 541
 542 again:
 543     cpu_lfence();
 544     mask = gd->gd_ipimask;
 545     atomic_clear_cpumask(&gd->gd_ipimask, mask);
 546     while (mask) {
 547         n = BSFCPUMASK(mask);
 548         if (n != gd->gd_cpuid) {
 549             sgd = globaldata_find(n);
 550             ip = sgd->gd_ipiq;
 551             if (ip != NULL) {
 552                 while (lwkt_process_ipiq_core(sgd, &ip[gd->gd_cpuid], frame))
 553                     ;
 554             }
 555         }
 556         mask &= ~CPUMASK(n);
 557     }
 558     if (gd->gd_cpusyncq.ip_rindex != gd->gd_cpusyncq.ip_windex) {
 559         if (lwkt_process_ipiq_core(gd, &gd->gd_cpusyncq, frame)) {
 560             if (gd->gd_curthread->td_cscount == 0)
 561                 goto again;
 562             /* need_ipiq(); do not reflag */
 563         }
 564     }
 565
 566     /*
 567      * Interlock to allow more IPI interrupts.  Recheck ipimask after
 568      * releasing gd_npoll.
 569      */
 570     if (gd->gd_ipimask)
 571         goto again;
 572     atomic_poll_release_int(&gd->gd_npoll);
 573     cpu_mfence();
 574     if (gd->gd_ipimask)
 575         goto again;
 576 }
 577
 578 #if 0
 579 static int iqticks[SMP_MAXCPU];
 580 static int iqcount[SMP_MAXCPU];
 581 #endif
 582 #if 0
 583 static int iqterm[SMP_MAXCPU];
 584 #endif
 585
 586 static int
 587 lwkt_process_ipiq_core(globaldata_t sgd, lwkt_ipiq_t ip,
 588                        struct intrframe *frame)
 589 {
 590     globaldata_t mygd = mycpu;
 591     int ri;
 592     int wi;
 593     ipifunc3_t copy_func;
 594     void *copy_arg1;
 595     int copy_arg2;
 596
 597 #if 0
 598     if (iqticks[mygd->gd_cpuid] != ticks) {
 599             iqticks[mygd->gd_cpuid] = ticks;
 600             iqcount[mygd->gd_cpuid] = 0;
 601     }
 602     if (++iqcount[mygd->gd_cpuid] > 3000000) {
 603         kprintf("cpu %d ipiq maxed cscount %d spin %d\n",
 604                 mygd->gd_cpuid,
 605                 mygd->gd_curthread->td_cscount,
 606                 mygd->gd_spinlocks_wr);
 607         iqcount[mygd->gd_cpuid] = 0;
 608 #if 0
 609         if (++iqterm[mygd->gd_cpuid] > 10)
 610                 panic("cpu %d ipiq maxed", mygd->gd_cpuid);
 611 #endif
 612         int i;
 613         for (i = 0; i < ncpus; ++i) {
 614                 if (globaldata_find(i)->gd_infomsg)
 615                         kprintf(" %s", globaldata_find(i)->gd_infomsg);
 616         }
 617         kprintf("\n");
 618     }
 619 #endif
 620
 621     /*
 622      * Clear the originating core from our ipimask, we will process all
 623      * incoming messages.
 624      *
 625      * Obtain the current write index, which is modified by a remote cpu.
 626      * Issue a load fence to prevent speculative reads of e.g. data written
 627      * by the other cpu prior to it updating the index.
 628      */
 629     KKASSERT(curthread->td_critcount);
 630     wi = ip->ip_windex;
 631     cpu_lfence();
 632     ++mygd->gd_intr_nesting_level;
 633
 634     /*
 635      * NOTE: xindex is only updated after we are sure the function has
 636      *       finished execution.  Beware lwkt_process_ipiq() reentrancy!
 637      *       The function may send an IPI which may block/drain.
 638      *
 639      * NOTE: Due to additional IPI operations that the callback function
 640      *       may make, it is possible for both rindex and windex to advance and
 641      *       thus for rindex to advance passed our cached windex.
 642      *
 643      * NOTE: A load fence is required to prevent speculative loads prior
 644      *       to the loading of ip_rindex.  Even though stores might be
 645      *       ordered, loads are probably not.  A memory fence is required
 646      *       to prevent reordering of the loads after the ip_rindex update.
 647      *
 648      * NOTE: Single pass only.  Returns non-zero if the queue is not empty
 649      *       on return.
 650      */
 651     while (wi - (ri = ip->ip_rindex) > 0) {
 652         ri &= MAXCPUFIFO_MASK;
 653         cpu_lfence();
 654         copy_func = ip->ip_info[ri].func;
 655         copy_arg1 = ip->ip_info[ri].arg1;
 656         copy_arg2 = ip->ip_info[ri].arg2;
 657         cpu_mfence();
 658         ++ip->ip_rindex;
 659         KKASSERT((ip->ip_rindex & MAXCPUFIFO_MASK) ==
 660                  ((ri + 1) & MAXCPUFIFO_MASK));
 661         logipiq(receive, copy_func, copy_arg1, copy_arg2, sgd, mycpu);
 662 #ifdef INVARIANTS
 663         if (ipiq_debug && (ip->ip_rindex & 0xFFFFFF) == 0) {
 664                 kprintf("cpu %d ipifunc %p %p %d (frame %p)\n",
 665                         mycpu->gd_cpuid,
 666                         copy_func, copy_arg1, copy_arg2,
 667 #if defined(__i386__)
 668                         (frame ? (void *)frame->if_eip : NULL));
 669 #elif defined(__amd64__)
 670                         (frame ? (void *)frame->if_rip : NULL));
 671 #else
 672                         NULL);
 673 #endif
 674         }
 675 #endif
 676         copy_func(copy_arg1, copy_arg2, frame);
 677         cpu_sfence();
 678         ip->ip_xindex = ip->ip_rindex;
 679
 680 #ifdef PANIC_DEBUG
 681         /*
 682          * Simulate panics during the processing of an IPI
 683          */
 684         if (mycpu->gd_cpuid == panic_ipiq_cpu && panic_ipiq_count) {
 685                 if (--panic_ipiq_count == 0) {
 686 #ifdef DDB
 687                         Debugger("PANIC_DEBUG");
 688 #else
 689                         panic("PANIC_DEBUG");
 690 #endif
 691                 }
 692         }
 693 #endif
 694     }
 695     --mygd->gd_intr_nesting_level;
 696
 697     /*
 698      * Return non-zero if there is still more in the queue.
 699      */
 700     cpu_lfence();
 701     return (ip->ip_rindex != ip->ip_windex);
 702 }
 703
 704 static void
 705 lwkt_sync_ipiq(void *arg)
 706 {
 707     volatile cpumask_t *cpumask = arg;
 708
 709     atomic_clear_cpumask(cpumask, mycpu->gd_cpumask);
 710     if (*cpumask == 0)
 711         wakeup(cpumask);
 712 }
 713
 714 void
 715 lwkt_synchronize_ipiqs(const char *wmesg)
 716 {
 717     volatile cpumask_t other_cpumask;
 718
 719     other_cpumask = mycpu->gd_other_cpus & smp_active_mask;
 720     lwkt_send_ipiq_mask(other_cpumask, lwkt_sync_ipiq,
 721         __DEVOLATILE(void *, &other_cpumask));
 722
 723     while (other_cpumask != 0) {
 724         tsleep_interlock(&other_cpumask, 0);
 725         if (other_cpumask != 0)
 726             tsleep(&other_cpumask, PINTERLOCKED, wmesg, 0);
 727     }
 728 }
 729
 730 #endif
 731
 732 /*
 733  * CPU Synchronization Support
 734  *
 735  * lwkt_cpusync_interlock()     - Place specified cpus in a quiescent state.
 736  *                                The current cpu is placed in a hard critical
 737  *                                section.
 738  *
 739  * lwkt_cpusync_deinterlock()   - Execute cs_func on specified cpus, including
 740  *                                current cpu if specified, then return.
 741  */
 742 void
 743 lwkt_cpusync_simple(cpumask_t mask, cpusync_func_t func, void *arg)
 744 {
 745     struct lwkt_cpusync cs;
 746
 747     lwkt_cpusync_init(&cs, mask, func, arg);
 748     lwkt_cpusync_interlock(&cs);
 749     lwkt_cpusync_deinterlock(&cs);
 750 }
 751
 752
 753 void
 754 lwkt_cpusync_interlock(lwkt_cpusync_t cs)
 755 {
 756 #ifdef SMP
 757 #if 0
 758     const char *smsg = "SMPSYNL";
 759 #endif
 760     globaldata_t gd = mycpu;
 761     cpumask_t mask;
 762
 763     /*
 764      * mask acknowledge (cs_mack):  0->mask for stage 1
 765      *
 766      * mack does not include the current cpu.
 767      */
 768     mask = cs->cs_mask & gd->gd_other_cpus & smp_active_mask;
 769     cs->cs_mack = 0;
 770     crit_enter_id("cpusync");
 771     if (mask) {
 772         DEBUG_PUSH_INFO("cpusync_interlock");
 773         ++ipiq_cscount;
 774         ++gd->gd_curthread->td_cscount;
 775         lwkt_send_ipiq_mask(mask, (ipifunc1_t)lwkt_cpusync_remote1, cs);
 776         logipiq2(sync_start, (long)mask);
 777 #if 0
 778         if (gd->gd_curthread->td_wmesg == NULL)
 779                 gd->gd_curthread->td_wmesg = smsg;
 780 #endif
 781         while (cs->cs_mack != mask) {
 782             lwkt_process_ipiq();
 783             cpu_pause();
 784         }
 785 #if 0
 786         if (gd->gd_curthread->td_wmesg == smsg)
 787                 gd->gd_curthread->td_wmesg = NULL;
 788 #endif
 789         DEBUG_POP_INFO();
 790     }
 791 #else
 792     cs->cs_mack = 0;
 793 #endif
 794 }
 795
 796 /*
 797  * Interlocked cpus have executed remote1 and are polling in remote2.
 798  * To deinterlock we clear cs_mack and wait for the cpus to execute
 799  * the func and set their bit in cs_mack again.
 800  *
 801  */
 802 void
 803 lwkt_cpusync_deinterlock(lwkt_cpusync_t cs)
 804 {
 805     globaldata_t gd = mycpu;
 806 #ifdef SMP
 807 #if 0
 808     const char *smsg = "SMPSYNU";
 809 #endif
 810     cpumask_t mask;
 811
 812     /*
 813      * mask acknowledge (cs_mack):  mack->0->mack for stage 2
 814      *
 815      * Clearing cpu bits for polling cpus in cs_mack will cause them to
 816      * execute stage 2, which executes the cs_func(cs_data) and then sets
 817      * their bit in cs_mack again.
 818      *
 819      * mack does not include the current cpu.
 820      */
 821     mask = cs->cs_mack;
 822     cpu_ccfence();
 823     cs->cs_mack = 0;
 824     if (cs->cs_func && (cs->cs_mask & gd->gd_cpumask))
 825             cs->cs_func(cs->cs_data);
 826     if (mask) {
 827         DEBUG_PUSH_INFO("cpusync_deinterlock");
 828 #if 0
 829         if (gd->gd_curthread->td_wmesg == NULL)
 830                 gd->gd_curthread->td_wmesg = smsg;
 831 #endif
 832         while (cs->cs_mack != mask) {
 833             lwkt_process_ipiq();
 834             cpu_pause();
 835         }
 836 #if 0
 837         if (gd->gd_curthread->td_wmesg == smsg)
 838                 gd->gd_curthread->td_wmesg = NULL;
 839 #endif
 840         DEBUG_POP_INFO();
 841         /*
 842          * cpusyncq ipis may be left queued without the RQF flag set due to
 843          * a non-zero td_cscount, so be sure to process any laggards after
 844          * decrementing td_cscount.
 845          */
 846         --gd->gd_curthread->td_cscount;
 847         lwkt_process_ipiq();
 848         logipiq2(sync_end, (long)mask);
 849     }
 850     crit_exit_id("cpusync");
 851 #else
 852     if (cs->cs_func && (cs->cs_mask & gd->gd_cpumask))
 853         cs->cs_func(cs->cs_data);
 854 #endif
 855 }
 856
 857 #ifdef SMP
 858
 859 /*
 860  * helper IPI remote messaging function.
 861  *
 862  * Called on remote cpu when a new cpu synchronization request has been
 863  * sent to us.  Execute the run function and adjust cs_count, then requeue
 864  * the request so we spin on it.
 865  */
 866 static void
 867 lwkt_cpusync_remote1(lwkt_cpusync_t cs)
 868 {
 869     globaldata_t gd = mycpu;
 870
 871     atomic_set_cpumask(&cs->cs_mack, gd->gd_cpumask);
 872     lwkt_cpusync_remote2(cs);
 873 }
 874
 875 /*
 876  * helper IPI remote messaging function.
 877  *
 878  * Poll for the originator telling us to finish.  If it hasn't, requeue
 879  * our request so we spin on it.
 880  */
 881 static void
 882 lwkt_cpusync_remote2(lwkt_cpusync_t cs)
 883 {
 884     globaldata_t gd = mycpu;
 885
 886     if ((cs->cs_mack & gd->gd_cpumask) == 0) {
 887         if (cs->cs_func)
 888                 cs->cs_func(cs->cs_data);
 889         atomic_set_cpumask(&cs->cs_mack, gd->gd_cpumask);
 890     } else {
 891         lwkt_ipiq_t ip;
 892         int wi;
 893
 894         ip = &gd->gd_cpusyncq;
 895         wi = ip->ip_windex & MAXCPUFIFO_MASK;
 896         ip->ip_info[wi].func = (ipifunc3_t)(ipifunc1_t)lwkt_cpusync_remote2;
 897         ip->ip_info[wi].arg1 = cs;
 898         ip->ip_info[wi].arg2 = 0;
 899         cpu_sfence();
 900         KKASSERT(ip->ip_windex - ip->ip_rindex < MAXCPUFIFO);
 901         ++ip->ip_windex;
 902         if (ipiq_debug && (ip->ip_windex & 0xFFFFFF) == 0) {
 903                 kprintf("cpu %d cm=%016jx %016jx f=%p\n",
 904                         gd->gd_cpuid,
 905                         (intmax_t)cs->cs_mask, (intmax_t)cs->cs_mack,
 906                         cs->cs_func);
 907         }
 908     }
 909 }
 910
 911 #endif