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 #ifdef SMP
  70 static __int64_t ipiq_count;    /* total calls to lwkt_send_ipiq*() */
  71 static __int64_t ipiq_fifofull; /* number of fifo full conditions detected */
  72 static __int64_t ipiq_avoided;  /* interlock with target avoids cpu ipi */
  73 static __int64_t ipiq_passive;  /* passive IPI messages */
  74 static __int64_t ipiq_cscount;  /* number of cpu synchronizations */
  75 static int ipiq_debug;          /* set to 1 for debug */
  76 #ifdef PANIC_DEBUG
  77 static int      panic_ipiq_cpu = -1;
  78 static int      panic_ipiq_count = 100;
  79 #endif
  80 #endif
  81
  82 #ifdef SMP
  83 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, ipiq_count, CTLFLAG_RW, &ipiq_count, 0,
  84     "Number of IPI's sent");
  85 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, ipiq_fifofull, CTLFLAG_RW, &ipiq_fifofull, 0,
  86     "Number of fifo full conditions detected");
  87 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, ipiq_avoided, CTLFLAG_RW, &ipiq_avoided, 0,
  88     "Number of IPI's avoided by interlock with target cpu");
  89 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, ipiq_passive, CTLFLAG_RW, &ipiq_passive, 0,
  90     "Number of passive IPI messages sent");
  91 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, ipiq_cscount, CTLFLAG_RW, &ipiq_cscount, 0,
  92     "Number of cpu synchronizations");
  93 SYSCTL_INT(_lwkt, OID_AUTO, ipiq_debug, CTLFLAG_RW, &ipiq_debug, 0,
  94     "");
  95 #ifdef PANIC_DEBUG
  96 SYSCTL_INT(_lwkt, OID_AUTO, panic_ipiq_cpu, CTLFLAG_RW, &panic_ipiq_cpu, 0, "");
  97 SYSCTL_INT(_lwkt, OID_AUTO, panic_ipiq_count, CTLFLAG_RW, &panic_ipiq_count, 0, "");
  98 #endif
  99
 100 #define IPIQ_STRING     "func=%p arg1=%p arg2=%d scpu=%d dcpu=%d"
 101 #define IPIQ_ARGS       void *func, void *arg1, int arg2, int scpu, int dcpu
 102
 103 #if !defined(KTR_IPIQ)
 104 #define KTR_IPIQ        KTR_ALL
 105 #endif
 106 KTR_INFO_MASTER(ipiq);
 107 KTR_INFO(KTR_IPIQ, ipiq, send_norm, 0, IPIQ_STRING, IPIQ_ARGS);
 108 KTR_INFO(KTR_IPIQ, ipiq, send_pasv, 1, IPIQ_STRING, IPIQ_ARGS);
 109 KTR_INFO(KTR_IPIQ, ipiq, send_nbio, 2, IPIQ_STRING, IPIQ_ARGS);
 110 KTR_INFO(KTR_IPIQ, ipiq, send_fail, 3, IPIQ_STRING, IPIQ_ARGS);
 111 KTR_INFO(KTR_IPIQ, ipiq, receive, 4, IPIQ_STRING, IPIQ_ARGS);
 112 KTR_INFO(KTR_IPIQ, ipiq, sync_start, 5, "cpumask=%08lx", unsigned long mask);
 113 KTR_INFO(KTR_IPIQ, ipiq, sync_end, 6, "cpumask=%08lx", unsigned long mask);
 114 KTR_INFO(KTR_IPIQ, ipiq, cpu_send, 7, IPIQ_STRING, IPIQ_ARGS);
 115 KTR_INFO(KTR_IPIQ, ipiq, send_end, 8, IPIQ_STRING, IPIQ_ARGS);
 116
 117 #define logipiq(name, func, arg1, arg2, sgd, dgd)       \
 118         KTR_LOG(ipiq_ ## name, func, arg1, arg2, sgd->gd_cpuid, dgd->gd_cpuid)
 119 #define logipiq2(name, arg)     \
 120         KTR_LOG(ipiq_ ## name, arg)
 121
 122 #endif  /* SMP */
 123
 124 #ifdef SMP
 125
 126 static int lwkt_process_ipiq_core(globaldata_t sgd, lwkt_ipiq_t ip,
 127                                   struct intrframe *frame);
 128 static void lwkt_cpusync_remote1(lwkt_cpusync_t cs);
 129 static void lwkt_cpusync_remote2(lwkt_cpusync_t cs);
 130
 131 /*
 132  * Send a function execution request to another cpu.  The request is queued
 133  * on the cpu<->cpu ipiq matrix.  Each cpu owns a unique ipiq FIFO for every
 134  * possible target cpu.  The FIFO can be written.
 135  *
 136  * If the FIFO fills up we have to enable interrupts to avoid an APIC
 137  * deadlock and process pending IPIQs while waiting for it to empty.
 138  * Otherwise we may soft-deadlock with another cpu whos FIFO is also full.
 139  *
 140  * We can safely bump gd_intr_nesting_level because our crit_exit() at the
 141  * end will take care of any pending interrupts.
 142  *
 143  * The actual hardware IPI is avoided if the target cpu is already processing
 144  * the queue from a prior IPI.  It is possible to pipeline IPI messages
 145  * very quickly between cpus due to the FIFO hysteresis.
 146  *
 147  * Need not be called from a critical section.
 148  */
 149 int
 150 lwkt_send_ipiq3(globaldata_t target, ipifunc3_t func, void *arg1, int arg2)
 151 {
 152     lwkt_ipiq_t ip;
 153     int windex;
 154     struct globaldata *gd = mycpu;
 155
 156     logipiq(send_norm, func, arg1, arg2, gd, target);
 157
 158     if (target == gd) {
 159         func(arg1, arg2, NULL);
 160         logipiq(send_end, func, arg1, arg2, gd, target);
 161         return(0);
 162     }
 163     crit_enter();
 164     ++gd->gd_intr_nesting_level;
 165 #ifdef INVARIANTS
 166     if (gd->gd_intr_nesting_level > 20)
 167         panic("lwkt_send_ipiq: TOO HEAVILY NESTED!");
 168 #endif
 169     KKASSERT(curthread->td_critcount);
 170     ++ipiq_count;
 171     ip = &gd->gd_ipiq[target->gd_cpuid];
 172
 173     /*
 174      * Do not allow the FIFO to become full.  Interrupts must be physically
 175      * enabled while we liveloop to avoid deadlocking the APIC.
 176      *
 177      * The target ipiq may have gotten filled up due to passive IPIs and thus
 178      * not be aware that its queue is too full, so be sure to issue an
 179      * ipiq interrupt to the target cpu.
 180      */
 181     if (ip->ip_windex - ip->ip_rindex > MAXCPUFIFO / 2) {
 182 #if defined(__i386__)
 183         unsigned int eflags = read_eflags();
 184 #elif defined(__x86_64__)
 185         unsigned long rflags = read_rflags();
 186 #endif
 187
 188         cpu_enable_intr();
 189         ++ipiq_fifofull;
 190         DEBUG_PUSH_INFO("send_ipiq3");
 191         while (ip->ip_windex - ip->ip_rindex > MAXCPUFIFO / 4) {
 192             if (atomic_poll_acquire_int(&target->gd_npoll)) {
 193                 logipiq(cpu_send, func, arg1, arg2, gd, target);
 194                 cpu_send_ipiq(target->gd_cpuid);
 195             }
 196             KKASSERT(ip->ip_windex - ip->ip_rindex != MAXCPUFIFO - 1);
 197             lwkt_process_ipiq();
 198             cpu_pause();
 199         }
 200         DEBUG_POP_INFO();
 201 #if defined(__i386__)
 202         write_eflags(eflags);
 203 #elif defined(__x86_64__)
 204         write_rflags(rflags);
 205 #endif
 206     }
 207
 208     /*
 209      * Queue the new message
 210      */
 211     windex = ip->ip_windex & MAXCPUFIFO_MASK;
 212     ip->ip_info[windex].func = func;
 213     ip->ip_info[windex].arg1 = arg1;
 214     ip->ip_info[windex].arg2 = arg2;
 215     cpu_sfence();
 216     ++ip->ip_windex;
 217     atomic_set_cpumask(&target->gd_ipimask, gd->gd_cpumask);
 218
 219     /*
 220      * signal the target cpu that there is work pending.
 221      */
 222     if (atomic_poll_acquire_int(&target->gd_npoll)) {
 223         logipiq(cpu_send, func, arg1, arg2, gd, target);
 224         cpu_send_ipiq(target->gd_cpuid);
 225     } else {
 226         ++ipiq_avoided;
 227     }
 228     --gd->gd_intr_nesting_level;
 229     crit_exit();
 230     logipiq(send_end, func, arg1, arg2, gd, target);
 231
 232     return(ip->ip_windex);
 233 }
 234
 235 /*
 236  * Similar to lwkt_send_ipiq() but this function does not actually initiate
 237  * the IPI to the target cpu unless the FIFO has become too full, so it is
 238  * very fast.
 239  *
 240  * This function is used for non-critical IPI messages, such as memory
 241  * deallocations.  The queue will typically be flushed by the target cpu at
 242  * the next clock interrupt.
 243  *
 244  * Need not be called from a critical section.
 245  */
 246 int
 247 lwkt_send_ipiq3_passive(globaldata_t target, ipifunc3_t func,
 248                         void *arg1, int arg2)
 249 {
 250     lwkt_ipiq_t ip;
 251     int windex;
 252     struct globaldata *gd = mycpu;
 253
 254     KKASSERT(target != gd);
 255     crit_enter();
 256     ++gd->gd_intr_nesting_level;
 257     logipiq(send_pasv, func, arg1, arg2, gd, target);
 258 #ifdef INVARIANTS
 259     if (gd->gd_intr_nesting_level > 20)
 260         panic("lwkt_send_ipiq: TOO HEAVILY NESTED!");
 261 #endif
 262     KKASSERT(curthread->td_critcount);
 263     ++ipiq_count;
 264     ++ipiq_passive;
 265     ip = &gd->gd_ipiq[target->gd_cpuid];
 266
 267     /*
 268      * Do not allow the FIFO to become full.  Interrupts must be physically
 269      * enabled while we liveloop to avoid deadlocking the APIC.
 270      */
 271     if (ip->ip_windex - ip->ip_rindex > MAXCPUFIFO / 2) {
 272 #if defined(__i386__)
 273         unsigned int eflags = read_eflags();
 274 #elif defined(__x86_64__)
 275         unsigned long rflags = read_rflags();
 276 #endif
 277
 278         cpu_enable_intr();
 279         ++ipiq_fifofull;
 280         DEBUG_PUSH_INFO("send_ipiq3_passive");
 281         while (ip->ip_windex - ip->ip_rindex > MAXCPUFIFO / 4) {
 282             if (atomic_poll_acquire_int(&target->gd_npoll)) {
 283                 logipiq(cpu_send, func, arg1, arg2, gd, target);
 284                 cpu_send_ipiq(target->gd_cpuid);
 285             }
 286             KKASSERT(ip->ip_windex - ip->ip_rindex != MAXCPUFIFO - 1);
 287             lwkt_process_ipiq();
 288             cpu_pause();
 289         }
 290         DEBUG_POP_INFO();
 291 #if defined(__i386__)
 292         write_eflags(eflags);
 293 #elif defined(__x86_64__)
 294         write_rflags(rflags);
 295 #endif
 296     }
 297
 298     /*
 299      * Queue the new message
 300      */
 301     windex = ip->ip_windex & MAXCPUFIFO_MASK;
 302     ip->ip_info[windex].func = func;
 303     ip->ip_info[windex].arg1 = arg1;
 304     ip->ip_info[windex].arg2 = arg2;
 305     cpu_sfence();
 306     ++ip->ip_windex;
 307     atomic_set_cpumask(&target->gd_ipimask, gd->gd_cpumask);
 308     --gd->gd_intr_nesting_level;
 309
 310     /*
 311      * Do not signal the target cpu, it will pick up the IPI when it next
 312      * polls (typically on the next tick).
 313      */
 314     crit_exit();
 315     logipiq(send_end, func, arg1, arg2, gd, target);
 316
 317     return(ip->ip_windex);
 318 }
 319
 320 /*
 321  * Send an IPI request without blocking, return 0 on success, ENOENT on
 322  * failure.  The actual queueing of the hardware IPI may still force us
 323  * to spin and process incoming IPIs but that will eventually go away
 324  * when we've gotten rid of the other general IPIs.
 325  */
 326 int
 327 lwkt_send_ipiq3_nowait(globaldata_t target, ipifunc3_t func,
 328                        void *arg1, int arg2)
 329 {
 330     lwkt_ipiq_t ip;
 331     int windex;
 332     struct globaldata *gd = mycpu;
 333
 334     logipiq(send_nbio, func, arg1, arg2, gd, target);
 335     KKASSERT(curthread->td_critcount);
 336     if (target == gd) {
 337         func(arg1, arg2, NULL);
 338         logipiq(send_end, func, arg1, arg2, gd, target);
 339         return(0);
 340     }
 341     crit_enter();
 342     ++gd->gd_intr_nesting_level;
 343     ++ipiq_count;
 344     ip = &gd->gd_ipiq[target->gd_cpuid];
 345
 346     if (ip->ip_windex - ip->ip_rindex >= MAXCPUFIFO * 2 / 3) {
 347         logipiq(send_fail, func, arg1, arg2, gd, target);
 348         --gd->gd_intr_nesting_level;
 349         crit_exit();
 350         return(ENOENT);
 351     }
 352     windex = ip->ip_windex & MAXCPUFIFO_MASK;
 353     ip->ip_info[windex].func = func;
 354     ip->ip_info[windex].arg1 = arg1;
 355     ip->ip_info[windex].arg2 = arg2;
 356     cpu_sfence();
 357     ++ip->ip_windex;
 358     atomic_set_cpumask(&target->gd_ipimask, gd->gd_cpumask);
 359
 360     /*
 361      * This isn't a passive IPI, we still have to signal the target cpu.
 362      */
 363     if (atomic_poll_acquire_int(&target->gd_npoll)) {
 364         logipiq(cpu_send, func, arg1, arg2, gd, target);
 365         cpu_send_ipiq(target->gd_cpuid);
 366     } else {
 367         ++ipiq_avoided;
 368     }
 369     --gd->gd_intr_nesting_level;
 370     crit_exit();
 371
 372     logipiq(send_end, func, arg1, arg2, gd, target);
 373     return(0);
 374 }
 375
 376 /*
 377  * deprecated, used only by fast int forwarding.
 378  */
 379 int
 380 lwkt_send_ipiq3_bycpu(int dcpu, ipifunc3_t func, void *arg1, int arg2)
 381 {
 382     return(lwkt_send_ipiq3(globaldata_find(dcpu), func, arg1, arg2));
 383 }
 384
 385 /*
 386  * Send a message to several target cpus.  Typically used for scheduling.
 387  * The message will not be sent to stopped cpus.
 388  */
 389 int
 390 lwkt_send_ipiq3_mask(cpumask_t mask, ipifunc3_t func, void *arg1, int arg2)
 391 {
 392     int cpuid;
 393     int count = 0;
 394
 395     mask &= ~stopped_cpus;
 396     while (mask) {
 397         cpuid = BSFCPUMASK(mask);
 398         lwkt_send_ipiq3(globaldata_find(cpuid), func, arg1, arg2);
 399         mask &= ~CPUMASK(cpuid);
 400         ++count;
 401     }
 402     return(count);
 403 }
 404
 405 /*
 406  * Wait for the remote cpu to finish processing a function.
 407  *
 408  * YYY we have to enable interrupts and process the IPIQ while waiting
 409  * for it to empty or we may deadlock with another cpu.  Create a CPU_*()
 410  * function to do this!  YYY we really should 'block' here.
 411  *
 412  * MUST be called from a critical section.  This routine may be called
 413  * from an interrupt (for example, if an interrupt wakes a foreign thread
 414  * up).
 415  */
 416 void
 417 lwkt_wait_ipiq(globaldata_t target, int seq)
 418 {
 419     lwkt_ipiq_t ip;
 420     int maxc = 100000000;
 421
 422     if (target != mycpu) {
 423         ip = &mycpu->gd_ipiq[target->gd_cpuid];
 424         if ((int)(ip->ip_xindex - seq) < 0) {
 425 #if defined(__i386__)
 426             unsigned int eflags = read_eflags();
 427 #elif defined(__x86_64__)
 428             unsigned long rflags = read_rflags();
 429 #endif
 430             cpu_enable_intr();
 431             DEBUG_PUSH_INFO("wait_ipiq");
 432             while ((int)(ip->ip_xindex - seq) < 0) {
 433                 crit_enter();
 434                 lwkt_process_ipiq();
 435                 crit_exit();
 436                 if (--maxc == 0)
 437                         kprintf("LWKT_WAIT_IPIQ WARNING! %d wait %d (%d)\n", mycpu->gd_cpuid, target->gd_cpuid, ip->ip_xindex - seq);
 438                 if (maxc < -1000000)
 439                         panic("LWKT_WAIT_IPIQ");
 440                 /*
 441                  * xindex may be modified by another cpu, use a load fence
 442                  * to ensure that the loop does not use a speculative value
 443                  * (which may improve performance).
 444                  */
 445                 cpu_lfence();
 446             }
 447             DEBUG_POP_INFO();
 448 #if defined(__i386__)
 449             write_eflags(eflags);
 450 #elif defined(__x86_64__)
 451             write_rflags(rflags);
 452 #endif
 453         }
 454     }
 455 }
 456
 457 int
 458 lwkt_seq_ipiq(globaldata_t target)
 459 {
 460     lwkt_ipiq_t ip;
 461
 462     ip = &mycpu->gd_ipiq[target->gd_cpuid];
 463     return(ip->ip_windex);
 464 }
 465
 466 /*
 467  * Called from IPI interrupt (like a fast interrupt), which has placed
 468  * us in a critical section.  The MP lock may or may not be held.
 469  * May also be called from doreti or splz, or be reentrantly called
 470  * indirectly through the ip_info[].func we run.
 471  *
 472  * There are two versions, one where no interrupt frame is available (when
 473  * called from the send code and from splz, and one where an interrupt
 474  * frame is available.
 475  *
 476  * When the current cpu is mastering a cpusync we do NOT internally loop
 477  * on the cpusyncq poll.  We also do not re-flag a pending ipi due to
 478  * the cpusyncq poll because this can cause doreti/splz to loop internally.
 479  * The cpusync master's own loop must be allowed to run to avoid a deadlock.
 480  */
 481 void
 482 lwkt_process_ipiq(void)
 483 {
 484     globaldata_t gd = mycpu;
 485     globaldata_t sgd;
 486     lwkt_ipiq_t ip;
 487     cpumask_t mask;
 488     int n;
 489
 490     ++gd->gd_processing_ipiq;
 491 again:
 492     cpu_lfence();
 493     mask = gd->gd_ipimask;
 494     atomic_clear_cpumask(&gd->gd_ipimask, mask);
 495     while (mask) {
 496         n = BSFCPUMASK(mask);
 497         if (n != gd->gd_cpuid) {
 498             sgd = globaldata_find(n);
 499             ip = sgd->gd_ipiq;
 500             if (ip != NULL) {
 501                 while (lwkt_process_ipiq_core(sgd, &ip[gd->gd_cpuid], NULL))
 502                     ;
 503             }
 504         }
 505         mask &= ~CPUMASK(n);
 506     }
 507
 508     /*
 509      * Process pending cpusyncs.  If the current thread has a cpusync
 510      * active cpusync we only run the list once and do not re-flag
 511      * as the thread itself is processing its interlock.
 512      */
 513     if (lwkt_process_ipiq_core(gd, &gd->gd_cpusyncq, NULL)) {
 514         if (gd->gd_curthread->td_cscount == 0)
 515             goto again;
 516         /* need_ipiq(); do not reflag */
 517     }
 518
 519     /*
 520      * Interlock to allow more IPI interrupts.  Recheck ipimask after
 521      * releasing gd_npoll.
 522      */
 523     if (gd->gd_ipimask)
 524         goto again;
 525     atomic_poll_release_int(&gd->gd_npoll);
 526     cpu_mfence();
 527     if (gd->gd_ipimask)
 528         goto again;
 529     --gd->gd_processing_ipiq;
 530 }
 531
 532 void
 533 lwkt_process_ipiq_frame(struct intrframe *frame)
 534 {
 535     globaldata_t gd = mycpu;
 536     globaldata_t sgd;
 537     lwkt_ipiq_t ip;
 538     cpumask_t mask;
 539     int n;
 540
 541 again:
 542     cpu_lfence();
 543     mask = gd->gd_ipimask;
 544     atomic_clear_cpumask(&gd->gd_ipimask, mask);
 545     while (mask) {
 546         n = BSFCPUMASK(mask);
 547         if (n != gd->gd_cpuid) {
 548             sgd = globaldata_find(n);
 549             ip = sgd->gd_ipiq;
 550             if (ip != NULL) {
 551                 while (lwkt_process_ipiq_core(sgd, &ip[gd->gd_cpuid], frame))
 552                     ;
 553             }
 554         }
 555         mask &= ~CPUMASK(n);
 556     }
 557     if (gd->gd_cpusyncq.ip_rindex != gd->gd_cpusyncq.ip_windex) {
 558         if (lwkt_process_ipiq_core(gd, &gd->gd_cpusyncq, frame)) {
 559             if (gd->gd_curthread->td_cscount == 0)
 560                 goto again;
 561             /* need_ipiq(); do not reflag */
 562         }
 563     }
 564
 565     /*
 566      * Interlock to allow more IPI interrupts.  Recheck ipimask after
 567      * releasing gd_npoll.
 568      */
 569     if (gd->gd_ipimask)
 570         goto again;
 571     atomic_poll_release_int(&gd->gd_npoll);
 572     cpu_mfence();
 573     if (gd->gd_ipimask)
 574         goto again;
 575 }
 576
 577 #if 0
 578 static int iqticks[SMP_MAXCPU];
 579 static int iqcount[SMP_MAXCPU];
 580 #endif
 581 #if 0
 582 static int iqterm[SMP_MAXCPU];
 583 #endif
 584
 585 static int
 586 lwkt_process_ipiq_core(globaldata_t sgd, lwkt_ipiq_t ip,
 587                        struct intrframe *frame)
 588 {
 589     globaldata_t mygd = mycpu;
 590     int ri;
 591     int wi;
 592     ipifunc3_t copy_func;
 593     void *copy_arg1;
 594     int copy_arg2;
 595
 596 #if 0
 597     if (iqticks[mygd->gd_cpuid] != ticks) {
 598             iqticks[mygd->gd_cpuid] = ticks;
 599             iqcount[mygd->gd_cpuid] = 0;
 600     }
 601     if (++iqcount[mygd->gd_cpuid] > 3000000) {
 602         kprintf("cpu %d ipiq maxed cscount %d spin %d\n",
 603                 mygd->gd_cpuid,
 604                 mygd->gd_curthread->td_cscount,
 605                 mygd->gd_spinlocks);
 606         iqcount[mygd->gd_cpuid] = 0;
 607 #if 0
 608         if (++iqterm[mygd->gd_cpuid] > 10)
 609                 panic("cpu %d ipiq maxed", mygd->gd_cpuid);
 610 #endif
 611         int i;
 612         for (i = 0; i < ncpus; ++i) {
 613                 if (globaldata_find(i)->gd_infomsg)
 614                         kprintf(" %s", globaldata_find(i)->gd_infomsg);
 615         }
 616         kprintf("\n");
 617     }
 618 #endif
 619
 620     /*
 621      * Clear the originating core from our ipimask, we will process all
 622      * incoming messages.
 623      *
 624      * Obtain the current write index, which is modified by a remote cpu.
 625      * Issue a load fence to prevent speculative reads of e.g. data written
 626      * by the other cpu prior to it updating the index.
 627      */
 628     KKASSERT(curthread->td_critcount);
 629     wi = ip->ip_windex;
 630     cpu_lfence();
 631     ++mygd->gd_intr_nesting_level;
 632
 633     /*
 634      * NOTE: xindex is only updated after we are sure the function has
 635      *       finished execution.  Beware lwkt_process_ipiq() reentrancy!
 636      *       The function may send an IPI which may block/drain.
 637      *
 638      * NOTE: Due to additional IPI operations that the callback function
 639      *       may make, it is possible for both rindex and windex to advance and
 640      *       thus for rindex to advance passed our cached windex.
 641      *
 642      * NOTE: A load fence is required to prevent speculative loads prior
 643      *       to the loading of ip_rindex.  Even though stores might be
 644      *       ordered, loads are probably not.  A memory fence is required
 645      *       to prevent reordering of the loads after the ip_rindex update.
 646      *
 647      * NOTE: Single pass only.  Returns non-zero if the queue is not empty
 648      *       on return.
 649      */
 650     while (wi - (ri = ip->ip_rindex) > 0) {
 651         ri &= MAXCPUFIFO_MASK;
 652         cpu_lfence();
 653         copy_func = ip->ip_info[ri].func;
 654         copy_arg1 = ip->ip_info[ri].arg1;
 655         copy_arg2 = ip->ip_info[ri].arg2;
 656         cpu_mfence();
 657         ++ip->ip_rindex;
 658         KKASSERT((ip->ip_rindex & MAXCPUFIFO_MASK) ==
 659                  ((ri + 1) & MAXCPUFIFO_MASK));
 660         logipiq(receive, copy_func, copy_arg1, copy_arg2, sgd, mycpu);
 661 #ifdef INVARIANTS
 662         if (ipiq_debug && (ip->ip_rindex & 0xFFFFFF) == 0) {
 663                 kprintf("cpu %d ipifunc %p %p %d (frame %p)\n",
 664                         mycpu->gd_cpuid,
 665                         copy_func, copy_arg1, copy_arg2,
 666 #if defined(__i386__)
 667                         (frame ? (void *)frame->if_eip : NULL));
 668 #elif defined(__amd64__)
 669                         (frame ? (void *)frame->if_rip : NULL));
 670 #else
 671                         NULL);
 672 #endif
 673         }
 674 #endif
 675         copy_func(copy_arg1, copy_arg2, frame);
 676         cpu_sfence();
 677         ip->ip_xindex = ip->ip_rindex;
 678
 679 #ifdef PANIC_DEBUG
 680         /*
 681          * Simulate panics during the processing of an IPI
 682          */
 683         if (mycpu->gd_cpuid == panic_ipiq_cpu && panic_ipiq_count) {
 684                 if (--panic_ipiq_count == 0) {
 685 #ifdef DDB
 686                         Debugger("PANIC_DEBUG");
 687 #else
 688                         panic("PANIC_DEBUG");
 689 #endif
 690                 }
 691         }
 692 #endif
 693     }
 694     --mygd->gd_intr_nesting_level;
 695
 696     /*
 697      * Return non-zero if there is still more in the queue.
 698      */
 699     cpu_lfence();
 700     return (ip->ip_rindex != ip->ip_windex);
 701 }
 702
 703 static void
 704 lwkt_sync_ipiq(void *arg)
 705 {
 706     volatile cpumask_t *cpumask = arg;
 707
 708     atomic_clear_cpumask(cpumask, mycpu->gd_cpumask);
 709     if (*cpumask == 0)
 710         wakeup(cpumask);
 711 }
 712
 713 void
 714 lwkt_synchronize_ipiqs(const char *wmesg)
 715 {
 716     volatile cpumask_t other_cpumask;
 717
 718     other_cpumask = mycpu->gd_other_cpus & smp_active_mask;
 719     lwkt_send_ipiq_mask(other_cpumask, lwkt_sync_ipiq,
 720         __DEVOLATILE(void *, &other_cpumask));
 721
 722     while (other_cpumask != 0) {
 723         tsleep_interlock(&other_cpumask, 0);
 724         if (other_cpumask != 0)
 725             tsleep(&other_cpumask, PINTERLOCKED, wmesg, 0);
 726     }
 727 }
 728
 729 #endif
 730
 731 /*
 732  * CPU Synchronization Support
 733  *
 734  * lwkt_cpusync_interlock()     - Place specified cpus in a quiescent state.
 735  *                                The current cpu is placed in a hard critical
 736  *                                section.
 737  *
 738  * lwkt_cpusync_deinterlock()   - Execute cs_func on specified cpus, including
 739  *                                current cpu if specified, then return.
 740  */
 741 void
 742 lwkt_cpusync_simple(cpumask_t mask, cpusync_func_t func, void *arg)
 743 {
 744     struct lwkt_cpusync cs;
 745
 746     lwkt_cpusync_init(&cs, mask, func, arg);
 747     lwkt_cpusync_interlock(&cs);
 748     lwkt_cpusync_deinterlock(&cs);
 749 }
 750
 751
 752 void
 753 lwkt_cpusync_interlock(lwkt_cpusync_t cs)
 754 {
 755 #ifdef SMP
 756 #if 0
 757     const char *smsg = "SMPSYNL";
 758 #endif
 759     globaldata_t gd = mycpu;
 760     cpumask_t mask;
 761
 762     /*
 763      * mask acknowledge (cs_mack):  0->mask for stage 1
 764      *
 765      * mack does not include the current cpu.
 766      */
 767     mask = cs->cs_mask & gd->gd_other_cpus & smp_active_mask;
 768     cs->cs_mack = 0;
 769     crit_enter_id("cpusync");
 770     if (mask) {
 771         DEBUG_PUSH_INFO("cpusync_interlock");
 772         ++ipiq_cscount;
 773         ++gd->gd_curthread->td_cscount;
 774         lwkt_send_ipiq_mask(mask, (ipifunc1_t)lwkt_cpusync_remote1, cs);
 775         logipiq2(sync_start, (long)mask);
 776 #if 0
 777         if (gd->gd_curthread->td_wmesg == NULL)
 778                 gd->gd_curthread->td_wmesg = smsg;
 779 #endif
 780         while (cs->cs_mack != mask) {
 781             lwkt_process_ipiq();
 782             cpu_pause();
 783         }
 784 #if 0
 785         if (gd->gd_curthread->td_wmesg == smsg)
 786                 gd->gd_curthread->td_wmesg = NULL;
 787 #endif
 788         DEBUG_POP_INFO();
 789     }
 790 #else
 791     cs->cs_mack = 0;
 792 #endif
 793 }
 794
 795 /*
 796  * Interlocked cpus have executed remote1 and are polling in remote2.
 797  * To deinterlock we clear cs_mack and wait for the cpus to execute
 798  * the func and set their bit in cs_mack again.
 799  *
 800  */
 801 void
 802 lwkt_cpusync_deinterlock(lwkt_cpusync_t cs)
 803 {
 804     globaldata_t gd = mycpu;
 805 #ifdef SMP
 806 #if 0
 807     const char *smsg = "SMPSYNU";
 808 #endif
 809     cpumask_t mask;
 810
 811     /*
 812      * mask acknowledge (cs_mack):  mack->0->mack for stage 2
 813      *
 814      * Clearing cpu bits for polling cpus in cs_mack will cause them to
 815      * execute stage 2, which executes the cs_func(cs_data) and then sets
 816      * their bit in cs_mack again.
 817      *
 818      * mack does not include the current cpu.
 819      */
 820     mask = cs->cs_mack;
 821     cpu_ccfence();
 822     cs->cs_mack = 0;
 823     cpu_ccfence();
 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         /* cs can be ripped out at this point */
 891     } else {
 892         lwkt_ipiq_t ip;
 893         int wi;
 894
 895         ip = &gd->gd_cpusyncq;
 896         wi = ip->ip_windex & MAXCPUFIFO_MASK;
 897         ip->ip_info[wi].func = (ipifunc3_t)(ipifunc1_t)lwkt_cpusync_remote2;
 898         ip->ip_info[wi].arg1 = cs;
 899         ip->ip_info[wi].arg2 = 0;
 900         cpu_sfence();
 901         KKASSERT(ip->ip_windex - ip->ip_rindex < MAXCPUFIFO);
 902         ++ip->ip_windex;
 903         if (ipiq_debug && (ip->ip_windex & 0xFFFFFF) == 0) {
 904                 kprintf("cpu %d cm=%016jx %016jx f=%p\n",
 905                         gd->gd_cpuid,
 906                         (intmax_t)cs->cs_mask, (intmax_t)cs->cs_mack,
 907                         cs->cs_func);
 908         }
 909     }
 910 }
 911
 912 #endif