34e206b6e1fd7520f7943bbd7958cfee842c23b2
[dragonfly.git] / 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  * $DragonFly: src/sys/kern/lwkt_ipiq.c,v 1.27 2008/05/18 20:57:56 nth Exp $
35  */
36
37 /*
38  * This module implements IPI message queueing and the MI portion of IPI
39  * message processing.
40  */
41
42 #include "opt_ddb.h"
43
44 #include <sys/param.h>
45 #include <sys/systm.h>
46 #include <sys/kernel.h>
47 #include <sys/proc.h>
48 #include <sys/rtprio.h>
49 #include <sys/queue.h>
50 #include <sys/thread2.h>
51 #include <sys/sysctl.h>
52 #include <sys/ktr.h>
53 #include <sys/kthread.h>
54 #include <machine/cpu.h>
55 #include <sys/lock.h>
56 #include <sys/caps.h>
57
58 #include <vm/vm.h>
59 #include <vm/vm_param.h>
60 #include <vm/vm_kern.h>
61 #include <vm/vm_object.h>
62 #include <vm/vm_page.h>
63 #include <vm/vm_map.h>
64 #include <vm/vm_pager.h>
65 #include <vm/vm_extern.h>
66 #include <vm/vm_zone.h>
67
68 #include <machine/stdarg.h>
69 #include <machine/smp.h>
70 #include <machine/atomic.h>
71
72 #ifdef SMP
73 static __int64_t ipiq_count;    /* total calls to lwkt_send_ipiq*() */
74 static __int64_t ipiq_fifofull; /* number of fifo full conditions detected */
75 static __int64_t ipiq_avoided;  /* interlock with target avoids cpu ipi */
76 static __int64_t ipiq_passive;  /* passive IPI messages */
77 static __int64_t ipiq_cscount;  /* number of cpu synchronizations */
78 static int ipiq_optimized = 1;  /* XXX temporary sysctl */
79 static int ipiq_debug;          /* set to 1 for debug */
80 #ifdef PANIC_DEBUG
81 static int      panic_ipiq_cpu = -1;
82 static int      panic_ipiq_count = 100;
83 #endif
84 #endif
85
86 #ifdef SMP
87 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, ipiq_count, CTLFLAG_RW, &ipiq_count, 0,
88     "Number of IPI's sent");
89 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, ipiq_fifofull, CTLFLAG_RW, &ipiq_fifofull, 0,
90     "Number of fifo full conditions detected");
91 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, ipiq_avoided, CTLFLAG_RW, &ipiq_avoided, 0,
92     "Number of IPI's avoided by interlock with target cpu");
93 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, ipiq_passive, CTLFLAG_RW, &ipiq_passive, 0,
94     "Number of passive IPI messages sent");
95 SYSCTL_QUAD(_lwkt, OID_AUTO, ipiq_cscount, CTLFLAG_RW, &ipiq_cscount, 0,
96     "Number of cpu synchronizations");
97 SYSCTL_INT(_lwkt, OID_AUTO, ipiq_optimized, CTLFLAG_RW, &ipiq_optimized, 0,
98     "");
99 SYSCTL_INT(_lwkt, OID_AUTO, ipiq_debug, CTLFLAG_RW, &ipiq_debug, 0,
100     "");
101 #ifdef PANIC_DEBUG
102 SYSCTL_INT(_lwkt, OID_AUTO, panic_ipiq_cpu, CTLFLAG_RW, &panic_ipiq_cpu, 0, "");
103 SYSCTL_INT(_lwkt, OID_AUTO, panic_ipiq_count, CTLFLAG_RW, &panic_ipiq_count, 0, "");
104 #endif
105
106 #define IPIQ_STRING     "func=%p arg1=%p arg2=%d scpu=%d dcpu=%d"
107 #define IPIQ_ARG_SIZE   (sizeof(void *) * 2 + sizeof(int) * 3)
108
109 #if !defined(KTR_IPIQ)
110 #define KTR_IPIQ        KTR_ALL
111 #endif
112 KTR_INFO_MASTER(ipiq);
113 KTR_INFO(KTR_IPIQ, ipiq, send_norm, 0, IPIQ_STRING, IPIQ_ARG_SIZE);
114 KTR_INFO(KTR_IPIQ, ipiq, send_pasv, 1, IPIQ_STRING, IPIQ_ARG_SIZE);
115 KTR_INFO(KTR_IPIQ, ipiq, send_nbio, 2, IPIQ_STRING, IPIQ_ARG_SIZE);
116 KTR_INFO(KTR_IPIQ, ipiq, send_fail, 3, IPIQ_STRING, IPIQ_ARG_SIZE);
117 KTR_INFO(KTR_IPIQ, ipiq, receive, 4, IPIQ_STRING, IPIQ_ARG_SIZE);
118 KTR_INFO(KTR_IPIQ, ipiq, sync_start, 5, "cpumask=%08x", sizeof(cpumask_t));
119 KTR_INFO(KTR_IPIQ, ipiq, sync_end, 6, "cpumask=%08x", sizeof(cpumask_t));
120 KTR_INFO(KTR_IPIQ, ipiq, cpu_send, 7, IPIQ_STRING, IPIQ_ARG_SIZE);
121 KTR_INFO(KTR_IPIQ, ipiq, send_end, 8, IPIQ_STRING, IPIQ_ARG_SIZE);
122
123 #define logipiq(name, func, arg1, arg2, sgd, dgd)       \
124         KTR_LOG(ipiq_ ## name, func, arg1, arg2, sgd->gd_cpuid, dgd->gd_cpuid)
125 #define logipiq2(name, arg)     \
126         KTR_LOG(ipiq_ ## name, arg)
127
128 #endif  /* SMP */
129
130 #ifdef SMP
131
132 static int lwkt_process_ipiq_core(globaldata_t sgd, lwkt_ipiq_t ip, 
133                                   struct intrframe *frame);
134 static void lwkt_cpusync_remote1(lwkt_cpusync_t cs);
135 static void lwkt_cpusync_remote2(lwkt_cpusync_t cs);
136
137 /*
138  * Send a function execution request to another cpu.  The request is queued
139  * on the cpu<->cpu ipiq matrix.  Each cpu owns a unique ipiq FIFO for every
140  * possible target cpu.  The FIFO can be written.
141  *
142  * If the FIFO fills up we have to enable interrupts to avoid an APIC
143  * deadlock and process pending IPIQs while waiting for it to empty.   
144  * Otherwise we may soft-deadlock with another cpu whos FIFO is also full.
145  *
146  * We can safely bump gd_intr_nesting_level because our crit_exit() at the
147  * end will take care of any pending interrupts.
148  *
149  * The actual hardware IPI is avoided if the target cpu is already processing
150  * the queue from a prior IPI.  It is possible to pipeline IPI messages
151  * very quickly between cpus due to the FIFO hysteresis.
152  *
153  * Need not be called from a critical section.
154  */
155 int
156 lwkt_send_ipiq3(globaldata_t target, ipifunc3_t func, void *arg1, int arg2)
157 {
158     lwkt_ipiq_t ip;
159     int windex;
160     struct globaldata *gd = mycpu;
161
162     logipiq(send_norm, func, arg1, arg2, gd, target);
163
164     if (target == gd) {
165         func(arg1, arg2, NULL);
166         logipiq(send_end, func, arg1, arg2, gd, target);
167         return(0);
168     } 
169     crit_enter();
170     ++gd->gd_intr_nesting_level;
171 #ifdef INVARIANTS
172     if (gd->gd_intr_nesting_level > 20)
173         panic("lwkt_send_ipiq: TOO HEAVILY NESTED!");
174 #endif
175     KKASSERT(curthread->td_critcount);
176     ++ipiq_count;
177     ip = &gd->gd_ipiq[target->gd_cpuid];
178
179     /*
180      * Do not allow the FIFO to become full.  Interrupts must be physically
181      * enabled while we liveloop to avoid deadlocking the APIC.
182      *
183      * The target ipiq may have gotten filled up due to passive IPIs and thus
184      * not be aware that its queue is too full, so be sure to issue an
185      * ipiq interrupt to the target cpu.
186      */
187     if (ip->ip_windex - ip->ip_rindex > MAXCPUFIFO / 2) {
188 #if defined(__i386__)
189         unsigned int eflags = read_eflags();
190 #elif defined(__x86_64__)
191         unsigned long rflags = read_rflags();
192 #endif
193
194         if (atomic_poll_acquire_int(&ip->ip_npoll) || ipiq_optimized == 0) {
195             logipiq(cpu_send, func, arg1, arg2, gd, target);
196             cpu_send_ipiq(target->gd_cpuid);
197         }
198         cpu_enable_intr();
199         ++ipiq_fifofull;
200         cpu_send_ipiq(target->gd_cpuid);
201         DEBUG_PUSH_INFO("send_ipiq3");
202         while (ip->ip_windex - ip->ip_rindex > MAXCPUFIFO / 4) {
203             KKASSERT(ip->ip_windex - ip->ip_rindex != MAXCPUFIFO - 1);
204             lwkt_process_ipiq();
205         }
206         DEBUG_POP_INFO();
207 #if defined(__i386__)
208         write_eflags(eflags);
209 #elif defined(__x86_64__)
210         write_rflags(rflags);
211 #endif
212     }
213
214     /*
215      * Queue the new message
216      */
217     windex = ip->ip_windex & MAXCPUFIFO_MASK;
218     ip->ip_func[windex] = func;
219     ip->ip_arg1[windex] = arg1;
220     ip->ip_arg2[windex] = arg2;
221     cpu_sfence();
222     ++ip->ip_windex;
223     --gd->gd_intr_nesting_level;
224
225     /*
226      * signal the target cpu that there is work pending.
227      */
228     if (atomic_poll_acquire_int(&ip->ip_npoll)) {
229         logipiq(cpu_send, func, arg1, arg2, gd, target);
230         cpu_send_ipiq(target->gd_cpuid);
231     } else {
232         if (ipiq_optimized == 0) {
233             logipiq(cpu_send, func, arg1, arg2, gd, target);
234             cpu_send_ipiq(target->gd_cpuid);
235         } else {
236             ++ipiq_avoided;
237         }
238     }
239     crit_exit();
240
241     logipiq(send_end, func, arg1, arg2, gd, target);
242     return(ip->ip_windex);
243 }
244
245 /*
246  * Similar to lwkt_send_ipiq() but this function does not actually initiate
247  * the IPI to the target cpu unless the FIFO has become too full, so it is
248  * very fast.
249  *
250  * This function is used for non-critical IPI messages, such as memory
251  * deallocations.  The queue will typically be flushed by the target cpu at
252  * the next clock interrupt.
253  *
254  * Need not be called from a critical section.
255  */
256 int
257 lwkt_send_ipiq3_passive(globaldata_t target, ipifunc3_t func,
258                         void *arg1, int arg2)
259 {
260     lwkt_ipiq_t ip;
261     int windex;
262     struct globaldata *gd = mycpu;
263
264     KKASSERT(target != gd);
265     crit_enter();
266     logipiq(send_pasv, func, arg1, arg2, gd, target);
267     ++gd->gd_intr_nesting_level;
268 #ifdef INVARIANTS
269     if (gd->gd_intr_nesting_level > 20)
270         panic("lwkt_send_ipiq: TOO HEAVILY NESTED!");
271 #endif
272     KKASSERT(curthread->td_critcount);
273     ++ipiq_count;
274     ++ipiq_passive;
275     ip = &gd->gd_ipiq[target->gd_cpuid];
276
277     /*
278      * Do not allow the FIFO to become full.  Interrupts must be physically
279      * enabled while we liveloop to avoid deadlocking the APIC.
280      */
281     if (ip->ip_windex - ip->ip_rindex > MAXCPUFIFO / 2) {
282 #if defined(__i386__)
283         unsigned int eflags = read_eflags();
284 #elif defined(__x86_64__)
285         unsigned long rflags = read_rflags();
286 #endif
287
288         if (atomic_poll_acquire_int(&ip->ip_npoll) || ipiq_optimized == 0) {
289             logipiq(cpu_send, func, arg1, arg2, gd, target);
290             cpu_send_ipiq(target->gd_cpuid);
291         }
292         cpu_enable_intr();
293         ++ipiq_fifofull;
294         cpu_send_ipiq(target->gd_cpuid);
295         DEBUG_PUSH_INFO("send_ipiq3_passive");
296         while (ip->ip_windex - ip->ip_rindex > MAXCPUFIFO / 4) {
297             KKASSERT(ip->ip_windex - ip->ip_rindex != MAXCPUFIFO - 1);
298             lwkt_process_ipiq();
299         }
300         DEBUG_POP_INFO();
301 #if defined(__i386__)
302         write_eflags(eflags);
303 #elif defined(__x86_64__)
304         write_rflags(rflags);
305 #endif
306     }
307
308     /*
309      * Queue the new message
310      */
311     windex = ip->ip_windex & MAXCPUFIFO_MASK;
312     ip->ip_func[windex] = func;
313     ip->ip_arg1[windex] = arg1;
314     ip->ip_arg2[windex] = arg2;
315     cpu_sfence();
316     ++ip->ip_windex;
317     --gd->gd_intr_nesting_level;
318
319     /*
320      * Do not signal the target cpu, it will pick up the IPI when it next
321      * polls (typically on the next tick).
322      */
323     crit_exit();
324
325     logipiq(send_end, func, arg1, arg2, gd, target);
326     return(ip->ip_windex);
327 }
328
329 /*
330  * Send an IPI request without blocking, return 0 on success, ENOENT on 
331  * failure.  The actual queueing of the hardware IPI may still force us
332  * to spin and process incoming IPIs but that will eventually go away
333  * when we've gotten rid of the other general IPIs.
334  */
335 int
336 lwkt_send_ipiq3_nowait(globaldata_t target, ipifunc3_t func, 
337                        void *arg1, int arg2)
338 {
339     lwkt_ipiq_t ip;
340     int windex;
341     struct globaldata *gd = mycpu;
342
343     logipiq(send_nbio, func, arg1, arg2, gd, target);
344     KKASSERT(curthread->td_critcount);
345     if (target == gd) {
346         func(arg1, arg2, NULL);
347         logipiq(send_end, func, arg1, arg2, gd, target);
348         return(0);
349     } 
350     ++ipiq_count;
351     ip = &gd->gd_ipiq[target->gd_cpuid];
352
353     if (ip->ip_windex - ip->ip_rindex >= MAXCPUFIFO * 2 / 3) {
354         logipiq(send_fail, func, arg1, arg2, gd, target);
355         return(ENOENT);
356     }
357     windex = ip->ip_windex & MAXCPUFIFO_MASK;
358     ip->ip_func[windex] = func;
359     ip->ip_arg1[windex] = arg1;
360     ip->ip_arg2[windex] = arg2;
361     cpu_sfence();
362     ++ip->ip_windex;
363
364     /*
365      * This isn't a passive IPI, we still have to signal the target cpu.
366      */
367     if (atomic_poll_acquire_int(&ip->ip_npoll)) {
368         logipiq(cpu_send, func, arg1, arg2, gd, target);
369         cpu_send_ipiq(target->gd_cpuid);
370     } else {
371         if (ipiq_optimized == 0) {
372             logipiq(cpu_send, func, arg1, arg2, gd, target);
373             cpu_send_ipiq(target->gd_cpuid);
374         } else {
375             ++ipiq_avoided;
376         }
377     }
378
379     logipiq(send_end, func, arg1, arg2, gd, target);
380     return(0);
381 }
382
383 /*
384  * deprecated, used only by fast int forwarding.
385  */
386 int
387 lwkt_send_ipiq3_bycpu(int dcpu, ipifunc3_t func, void *arg1, int arg2)
388 {
389     return(lwkt_send_ipiq3(globaldata_find(dcpu), func, arg1, arg2));
390 }
391
392 /*
393  * Send a message to several target cpus.  Typically used for scheduling.
394  * The message will not be sent to stopped cpus.
395  */
396 int
397 lwkt_send_ipiq3_mask(cpumask_t mask, ipifunc3_t func, void *arg1, int arg2)
398 {
399     int cpuid;
400     int count = 0;
401
402     mask &= ~stopped_cpus;
403     while (mask) {
404         cpuid = BSFCPUMASK(mask);
405         lwkt_send_ipiq3(globaldata_find(cpuid), func, arg1, arg2);
406         mask &= ~CPUMASK(cpuid);
407         ++count;
408     }
409     return(count);
410 }
411
412 /*
413  * Wait for the remote cpu to finish processing a function.
414  *
415  * YYY we have to enable interrupts and process the IPIQ while waiting
416  * for it to empty or we may deadlock with another cpu.  Create a CPU_*()
417  * function to do this!  YYY we really should 'block' here.
418  *
419  * MUST be called from a critical section.  This routine may be called
420  * from an interrupt (for example, if an interrupt wakes a foreign thread
421  * up).
422  */
423 void
424 lwkt_wait_ipiq(globaldata_t target, int seq)
425 {
426     lwkt_ipiq_t ip;
427     int maxc = 100000000;
428
429     if (target != mycpu) {
430         ip = &mycpu->gd_ipiq[target->gd_cpuid];
431         if ((int)(ip->ip_xindex - seq) < 0) {
432 #if defined(__i386__)
433             unsigned int eflags = read_eflags();
434 #elif defined(__x86_64__)
435             unsigned long rflags = read_rflags();
436 #endif
437             cpu_enable_intr();
438             DEBUG_PUSH_INFO("wait_ipiq");
439             while ((int)(ip->ip_xindex - seq) < 0) {
440                 crit_enter();
441                 lwkt_process_ipiq();
442                 crit_exit();
443                 if (--maxc == 0)
444                         kprintf("LWKT_WAIT_IPIQ WARNING! %d wait %d (%d)\n", mycpu->gd_cpuid, target->gd_cpuid, ip->ip_xindex - seq);
445                 if (maxc < -1000000)
446                         panic("LWKT_WAIT_IPIQ");
447                 /*
448                  * xindex may be modified by another cpu, use a load fence
449                  * to ensure that the loop does not use a speculative value
450                  * (which may improve performance).
451                  */
452                 cpu_lfence();
453             }
454             DEBUG_POP_INFO();
455 #if defined(__i386__)
456             write_eflags(eflags);
457 #elif defined(__x86_64__)
458             write_rflags(rflags);
459 #endif
460         }
461     }
462 }
463
464 int
465 lwkt_seq_ipiq(globaldata_t target)
466 {
467     lwkt_ipiq_t ip;
468
469     ip = &mycpu->gd_ipiq[target->gd_cpuid];
470     return(ip->ip_windex);
471 }
472
473 /*
474  * Called from IPI interrupt (like a fast interrupt), which has placed
475  * us in a critical section.  The MP lock may or may not be held.
476  * May also be called from doreti or splz, or be reentrantly called
477  * indirectly through the ip_func[] we run.
478  *
479  * There are two versions, one where no interrupt frame is available (when
480  * called from the send code and from splz, and one where an interrupt
481  * frame is available.
482  *
483  * When the current cpu is mastering a cpusync we do NOT internally loop
484  * on the cpusyncq poll.  We also do not re-flag a pending ipi due to
485  * the cpusyncq poll because this can cause doreti/splz to loop internally.
486  * The cpusync master's own loop must be allowed to run to avoid a deadlock.
487  */
488 void
489 lwkt_process_ipiq(void)
490 {
491     globaldata_t gd = mycpu;
492     globaldata_t sgd;
493     lwkt_ipiq_t ip;
494     int n;
495
496 again:
497     for (n = 0; n < ncpus; ++n) {
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     }
507     if (gd->gd_cpusyncq.ip_rindex != gd->gd_cpusyncq.ip_windex) {
508         if (lwkt_process_ipiq_core(gd, &gd->gd_cpusyncq, NULL)) {
509             if (gd->gd_curthread->td_cscount == 0)
510                 goto again;
511         }
512     }
513 }
514
515 void
516 lwkt_process_ipiq_frame(struct intrframe *frame)
517 {
518     globaldata_t gd = mycpu;
519     globaldata_t sgd;
520     lwkt_ipiq_t ip;
521     int n;
522
523 again:
524     for (n = 0; n < ncpus; ++n) {
525         if (n != gd->gd_cpuid) {
526             sgd = globaldata_find(n);
527             ip = sgd->gd_ipiq;
528             if (ip != NULL) {
529                 while (lwkt_process_ipiq_core(sgd, &ip[gd->gd_cpuid], frame))
530                     ;
531             }
532         }
533     }
534     if (gd->gd_cpusyncq.ip_rindex != gd->gd_cpusyncq.ip_windex) {
535         if (lwkt_process_ipiq_core(gd, &gd->gd_cpusyncq, frame)) {
536             if (gd->gd_curthread->td_cscount == 0)
537                 goto again;
538         }
539     }
540 }
541
542 #if 0
543 static int iqticks[SMP_MAXCPU];
544 static int iqcount[SMP_MAXCPU];
545 #endif
546 #if 0
547 static int iqterm[SMP_MAXCPU];
548 #endif
549
550 static int
551 lwkt_process_ipiq_core(globaldata_t sgd, lwkt_ipiq_t ip, 
552                        struct intrframe *frame)
553 {
554     globaldata_t mygd = mycpu;
555     int ri;
556     int wi;
557     ipifunc3_t copy_func;
558     void *copy_arg1;
559     int copy_arg2;
560
561 #if 0
562     if (iqticks[mygd->gd_cpuid] != ticks) {
563             iqticks[mygd->gd_cpuid] = ticks;
564             iqcount[mygd->gd_cpuid] = 0;
565     }
566     if (++iqcount[mygd->gd_cpuid] > 3000000) {
567         kprintf("cpu %d ipiq maxed cscount %d spin %d\n",
568                 mygd->gd_cpuid,
569                 mygd->gd_curthread->td_cscount,
570                 mygd->gd_spinlocks_wr);
571         iqcount[mygd->gd_cpuid] = 0;
572 #if 0
573         if (++iqterm[mygd->gd_cpuid] > 10)
574                 panic("cpu %d ipiq maxed", mygd->gd_cpuid);
575 #endif
576         int i;
577         for (i = 0; i < ncpus; ++i) {
578                 if (globaldata_find(i)->gd_infomsg)
579                         kprintf(" %s", globaldata_find(i)->gd_infomsg);
580         }
581         kprintf("\n");
582     }
583 #endif
584
585     /*
586      * Obtain the current write index, which is modified by a remote cpu.
587      * Issue a load fence to prevent speculative reads of e.g. data written
588      * by the other cpu prior to it updating the index.
589      */
590     KKASSERT(curthread->td_critcount);
591     wi = ip->ip_windex;
592     cpu_lfence();
593     ++mygd->gd_intr_nesting_level;
594
595     /*
596      * NOTE: xindex is only updated after we are sure the function has
597      *       finished execution.  Beware lwkt_process_ipiq() reentrancy!
598      *       The function may send an IPI which may block/drain.
599      *
600      * NOTE: Due to additional IPI operations that the callback function
601      *       may make, it is possible for both rindex and windex to advance and
602      *       thus for rindex to advance passed our cached windex.
603      *
604      * NOTE: A load fence is required to prevent speculative loads prior
605      *       to the loading of ip_rindex.  Even though stores might be
606      *       ordered, loads are probably not.  A memory fence is required
607      *       to prevent reordering of the loads after the ip_rindex update.
608      */
609     while (wi - (ri = ip->ip_rindex) > 0) {
610         ri &= MAXCPUFIFO_MASK;
611         cpu_lfence();
612         copy_func = ip->ip_func[ri];
613         copy_arg1 = ip->ip_arg1[ri];
614         copy_arg2 = ip->ip_arg2[ri];
615         cpu_mfence();
616         ++ip->ip_rindex;
617         KKASSERT((ip->ip_rindex & MAXCPUFIFO_MASK) ==
618                  ((ri + 1) & MAXCPUFIFO_MASK));
619         logipiq(receive, copy_func, copy_arg1, copy_arg2, sgd, mycpu);
620 #ifdef INVARIANTS
621         if (ipiq_debug && (ip->ip_rindex & 0xFFFFFF) == 0) {
622                 kprintf("cpu %d ipifunc %p %p %d (frame %p)\n",
623                         mycpu->gd_cpuid,
624                         copy_func, copy_arg1, copy_arg2,
625 #if defined(__i386__)
626                         (frame ? (void *)frame->if_eip : NULL));
627 #elif defined(__amd64__)
628                         (frame ? (void *)frame->if_rip : NULL));
629 #else
630                         NULL);
631 #endif
632         }
633 #endif
634         copy_func(copy_arg1, copy_arg2, frame);
635         cpu_sfence();
636         ip->ip_xindex = ip->ip_rindex;
637
638 #ifdef PANIC_DEBUG
639         /*
640          * Simulate panics during the processing of an IPI
641          */
642         if (mycpu->gd_cpuid == panic_ipiq_cpu && panic_ipiq_count) {
643                 if (--panic_ipiq_count == 0) {
644 #ifdef DDB
645                         Debugger("PANIC_DEBUG");
646 #else
647                         panic("PANIC_DEBUG");
648 #endif
649                 }
650         }
651 #endif
652     }
653     --mygd->gd_intr_nesting_level;
654
655     /*
656      * Return non-zero if there are more IPI messages pending on this
657      * ipiq.  ip_npoll is left set as long as possible to reduce the
658      * number of IPIs queued by the originating cpu, but must be cleared
659      * *BEFORE* checking windex.
660      */
661     atomic_poll_release_int(&ip->ip_npoll);
662     return(wi != ip->ip_windex);
663 }
664
665 static void
666 lwkt_sync_ipiq(void *arg)
667 {
668     volatile cpumask_t *cpumask = arg;
669
670     atomic_clear_cpumask(cpumask, mycpu->gd_cpumask);
671     if (*cpumask == 0)
672         wakeup(cpumask);
673 }
674
675 void
676 lwkt_synchronize_ipiqs(const char *wmesg)
677 {
678     volatile cpumask_t other_cpumask;
679
680     other_cpumask = mycpu->gd_other_cpus & smp_active_mask;
681     lwkt_send_ipiq_mask(other_cpumask, lwkt_sync_ipiq,
682         __DEVOLATILE(void *, &other_cpumask));
683
684     while (other_cpumask != 0) {
685         tsleep_interlock(&other_cpumask, 0);
686         if (other_cpumask != 0)
687             tsleep(&other_cpumask, PINTERLOCKED, wmesg, 0);
688     }
689 }
690
691 #endif
692
693 /*
694  * CPU Synchronization Support
695  *
696  * lwkt_cpusync_interlock()     - Place specified cpus in a quiescent state.
697  *                                The current cpu is placed in a hard critical
698  *                                section.
699  *
700  * lwkt_cpusync_deinterlock()   - Execute cs_func on specified cpus, including
701  *                                current cpu if specified, then return.
702  */
703 void
704 lwkt_cpusync_simple(cpumask_t mask, cpusync_func_t func, void *arg)
705 {
706     struct lwkt_cpusync cs;
707
708     lwkt_cpusync_init(&cs, mask, func, arg);
709     lwkt_cpusync_interlock(&cs);
710     lwkt_cpusync_deinterlock(&cs);
711 }
712
713
714 void
715 lwkt_cpusync_interlock(lwkt_cpusync_t cs)
716 {
717 #ifdef SMP
718     globaldata_t gd = mycpu;
719     cpumask_t mask;
720
721     /*
722      * mask acknowledge (cs_mack):  0->mask for stage 1
723      *
724      * mack does not include the current cpu.
725      */
726     mask = cs->cs_mask & gd->gd_other_cpus & smp_active_mask;
727     cs->cs_mack = 0;
728     crit_enter_id("cpusync");
729     if (mask) {
730         DEBUG_PUSH_INFO("cpusync_interlock");
731         ++ipiq_cscount;
732         ++gd->gd_curthread->td_cscount;
733         lwkt_send_ipiq_mask(mask, (ipifunc1_t)lwkt_cpusync_remote1, cs);
734         logipiq2(sync_start, mask);
735         while (cs->cs_mack != mask) {
736             lwkt_process_ipiq();
737             cpu_pause();
738         }
739         DEBUG_POP_INFO();
740     }
741 #else
742     cs->cs_mack = 0;
743 #endif
744 }
745
746 /*
747  * Interlocked cpus have executed remote1 and are polling in remote2.
748  * To deinterlock we clear cs_mack and wait for the cpus to execute
749  * the func and set their bit in cs_mack again.
750  *
751  */
752 void
753 lwkt_cpusync_deinterlock(lwkt_cpusync_t cs)
754 {
755     globaldata_t gd = mycpu;
756 #ifdef SMP
757     cpumask_t mask;
758
759     /*
760      * mask acknowledge (cs_mack):  mack->0->mack for stage 2
761      *
762      * Clearing cpu bits for polling cpus in cs_mack will cause them to
763      * execute stage 2, which executes the cs_func(cs_data) and then sets
764      * their bit in cs_mack again.
765      *
766      * mack does not include the current cpu.
767      */
768     mask = cs->cs_mack;
769     cpu_ccfence();
770     cs->cs_mack = 0;
771     if (cs->cs_func && (cs->cs_mask & gd->gd_cpumask))
772             cs->cs_func(cs->cs_data);
773     if (mask) {
774         DEBUG_PUSH_INFO("cpusync_deinterlock");
775         while (cs->cs_mack != mask) {
776             lwkt_process_ipiq();
777             cpu_pause();
778         }
779         DEBUG_POP_INFO();
780         /*
781          * cpusyncq ipis may be left queued without the RQF flag set due to
782          * a non-zero td_cscount, so be sure to process any laggards after
783          * decrementing td_cscount.
784          */
785         --gd->gd_curthread->td_cscount;
786         lwkt_process_ipiq();
787         logipiq2(sync_end, mask);
788     }
789     crit_exit_id("cpusync");
790 #else
791     if (cs->cs_func && (cs->cs_mask & gd->gd_cpumask))
792         cs->cs_func(cs->cs_data);
793 #endif
794 }
795
796 #ifdef SMP
797
798 /*
799  * helper IPI remote messaging function.
800  * 
801  * Called on remote cpu when a new cpu synchronization request has been
802  * sent to us.  Execute the run function and adjust cs_count, then requeue
803  * the request so we spin on it.
804  */
805 static void
806 lwkt_cpusync_remote1(lwkt_cpusync_t cs)
807 {
808     globaldata_t gd = mycpu;
809
810     atomic_set_cpumask(&cs->cs_mack, gd->gd_cpumask);
811     lwkt_cpusync_remote2(cs);
812 }
813
814 /*
815  * helper IPI remote messaging function.
816  *
817  * Poll for the originator telling us to finish.  If it hasn't, requeue
818  * our request so we spin on it.
819  */
820 static void
821 lwkt_cpusync_remote2(lwkt_cpusync_t cs)
822 {
823     globaldata_t gd = mycpu;
824
825     if ((cs->cs_mack & gd->gd_cpumask) == 0) {
826         if (cs->cs_func)
827                 cs->cs_func(cs->cs_data);
828         atomic_set_cpumask(&cs->cs_mack, gd->gd_cpumask);
829     } else {
830         lwkt_ipiq_t ip;
831         int wi;
832
833         ip = &gd->gd_cpusyncq;
834         wi = ip->ip_windex & MAXCPUFIFO_MASK;
835         ip->ip_func[wi] = (ipifunc3_t)(ipifunc1_t)lwkt_cpusync_remote2;
836         ip->ip_arg1[wi] = cs;
837         ip->ip_arg2[wi] = 0;
838         cpu_sfence();
839         ++ip->ip_windex;
840         if (ipiq_debug && (ip->ip_windex & 0xFFFFFF) == 0) {
841                 kprintf("cpu %d cm=%016jx %016jx f=%p\n",
842                         gd->gd_cpuid,
843                         (intmax_t)cs->cs_mask, (intmax_t)cs->cs_mack,
844                         cs->cs_func);
845         }
846     }
847 }
848
849 #endif