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     if (ip->ip_windex - ip->ip_rindex > MAXCPUFIFO / 2) {
 184 #if defined(__i386__)
 185         unsigned int eflags = read_eflags();
 186 #elif defined(__x86_64__)
 187         unsigned long rflags = read_rflags();
 188 #endif
 189
 190         if (atomic_poll_acquire_int(&ip->ip_npoll) || ipiq_optimized == 0) {
 191             logipiq(cpu_send, func, arg1, arg2, gd, target);
 192             cpu_send_ipiq(target->gd_cpuid);
 193         }
 194         cpu_enable_intr();
 195         ++ipiq_fifofull;
 196         DEBUG_PUSH_INFO("send_ipiq3");
 197         while (ip->ip_windex - ip->ip_rindex > MAXCPUFIFO / 4) {
 198             KKASSERT(ip->ip_windex - ip->ip_rindex != MAXCPUFIFO - 1);
 199             lwkt_process_ipiq();
 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_func[windex] = func;
 214     ip->ip_arg1[windex] = arg1;
 215     ip->ip_arg2[windex] = arg2;
 216     cpu_sfence();
 217     ++ip->ip_windex;
 218     --gd->gd_intr_nesting_level;
 219
 220     /*
 221      * signal the target cpu that there is work pending.
 222      */
 223     if (atomic_poll_acquire_int(&ip->ip_npoll)) {
 224         logipiq(cpu_send, func, arg1, arg2, gd, target);
 225         cpu_send_ipiq(target->gd_cpuid);
 226     } else {
 227         if (ipiq_optimized == 0) {
 228             logipiq(cpu_send, func, arg1, arg2, gd, target);
 229             cpu_send_ipiq(target->gd_cpuid);
 230         } else {
 231             ++ipiq_avoided;
 232         }
 233     }
 234     crit_exit();
 235
 236     logipiq(send_end, func, arg1, arg2, gd, target);
 237     return(ip->ip_windex);
 238 }
 239
 240 /*
 241  * Similar to lwkt_send_ipiq() but this function does not actually initiate
 242  * the IPI to the target cpu unless the FIFO has become too full, so it is
 243  * very fast.
 244  *
 245  * This function is used for non-critical IPI messages, such as memory
 246  * deallocations.  The queue will typically be flushed by the target cpu at
 247  * the next clock interrupt.
 248  *
 249  * Need not be called from a critical section.
 250  */
 251 int
 252 lwkt_send_ipiq3_passive(globaldata_t target, ipifunc3_t func,
 253                         void *arg1, int arg2)
 254 {
 255     lwkt_ipiq_t ip;
 256     int windex;
 257     struct globaldata *gd = mycpu;
 258
 259     KKASSERT(target != gd);
 260     crit_enter();
 261     logipiq(send_pasv, func, arg1, arg2, gd, target);
 262     ++gd->gd_intr_nesting_level;
 263 #ifdef INVARIANTS
 264     if (gd->gd_intr_nesting_level > 20)
 265         panic("lwkt_send_ipiq: TOO HEAVILY NESTED!");
 266 #endif
 267     KKASSERT(curthread->td_critcount);
 268     ++ipiq_count;
 269     ++ipiq_passive;
 270     ip = &gd->gd_ipiq[target->gd_cpuid];
 271
 272     /*
 273      * Do not allow the FIFO to become full.  Interrupts must be physically
 274      * enabled while we liveloop to avoid deadlocking the APIC.
 275      */
 276     if (ip->ip_windex - ip->ip_rindex > MAXCPUFIFO / 2) {
 277 #if defined(__i386__)
 278         unsigned int eflags = read_eflags();
 279 #elif defined(__x86_64__)
 280         unsigned long rflags = read_rflags();
 281 #endif
 282
 283         if (atomic_poll_acquire_int(&ip->ip_npoll) || ipiq_optimized == 0) {
 284             logipiq(cpu_send, func, arg1, arg2, gd, target);
 285             cpu_send_ipiq(target->gd_cpuid);
 286         }
 287         cpu_enable_intr();
 288         ++ipiq_fifofull;
 289         DEBUG_PUSH_INFO("send_ipiq3_passive");
 290         while (ip->ip_windex - ip->ip_rindex > MAXCPUFIFO / 4) {
 291             KKASSERT(ip->ip_windex - ip->ip_rindex != MAXCPUFIFO - 1);
 292             lwkt_process_ipiq();
 293         }
 294         DEBUG_POP_INFO();
 295 #if defined(__i386__)
 296         write_eflags(eflags);
 297 #elif defined(__x86_64__)
 298         write_rflags(rflags);
 299 #endif
 300     }
 301
 302     /*
 303      * Queue the new message
 304      */
 305     windex = ip->ip_windex & MAXCPUFIFO_MASK;
 306     ip->ip_func[windex] = func;
 307     ip->ip_arg1[windex] = arg1;
 308     ip->ip_arg2[windex] = arg2;
 309     cpu_sfence();
 310     ++ip->ip_windex;
 311     --gd->gd_intr_nesting_level;
 312
 313     /*
 314      * Do not signal the target cpu, it will pick up the IPI when it next
 315      * polls (typically on the next tick).
 316      */
 317     crit_exit();
 318
 319     logipiq(send_end, func, arg1, arg2, gd, target);
 320     return(ip->ip_windex);
 321 }
 322
 323 /*
 324  * Send an IPI request without blocking, return 0 on success, ENOENT on
 325  * failure.  The actual queueing of the hardware IPI may still force us
 326  * to spin and process incoming IPIs but that will eventually go away
 327  * when we've gotten rid of the other general IPIs.
 328  */
 329 int
 330 lwkt_send_ipiq3_nowait(globaldata_t target, ipifunc3_t func,
 331                        void *arg1, int arg2)
 332 {
 333     lwkt_ipiq_t ip;
 334     int windex;
 335     struct globaldata *gd = mycpu;
 336
 337     logipiq(send_nbio, func, arg1, arg2, gd, target);
 338     KKASSERT(curthread->td_critcount);
 339     if (target == gd) {
 340         func(arg1, arg2, NULL);
 341         logipiq(send_end, func, arg1, arg2, gd, target);
 342         return(0);
 343     }
 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         return(ENOENT);
 350     }
 351     windex = ip->ip_windex & MAXCPUFIFO_MASK;
 352     ip->ip_func[windex] = func;
 353     ip->ip_arg1[windex] = arg1;
 354     ip->ip_arg2[windex] = arg2;
 355     cpu_sfence();
 356     ++ip->ip_windex;
 357
 358     /*
 359      * This isn't a passive IPI, we still have to signal the target cpu.
 360      */
 361     if (atomic_poll_acquire_int(&ip->ip_npoll)) {
 362         logipiq(cpu_send, func, arg1, arg2, gd, target);
 363         cpu_send_ipiq(target->gd_cpuid);
 364     } else {
 365         if (ipiq_optimized == 0) {
 366             logipiq(cpu_send, func, arg1, arg2, gd, target);
 367             cpu_send_ipiq(target->gd_cpuid);
 368         } else {
 369             ++ipiq_avoided;
 370         }
 371     }
 372
 373     logipiq(send_end, func, arg1, arg2, gd, target);
 374     return(0);
 375 }
 376
 377 /*
 378  * deprecated, used only by fast int forwarding.
 379  */
 380 int
 381 lwkt_send_ipiq3_bycpu(int dcpu, ipifunc3_t func, void *arg1, int arg2)
 382 {
 383     return(lwkt_send_ipiq3(globaldata_find(dcpu), func, arg1, arg2));
 384 }
 385
 386 /*
 387  * Send a message to several target cpus.  Typically used for scheduling.
 388  * The message will not be sent to stopped cpus.
 389  */
 390 int
 391 lwkt_send_ipiq3_mask(cpumask_t mask, ipifunc3_t func, void *arg1, int arg2)
 392 {
 393     int cpuid;
 394     int count = 0;
 395
 396     mask &= ~stopped_cpus;
 397     while (mask) {
 398         cpuid = BSFCPUMASK(mask);
 399         lwkt_send_ipiq3(globaldata_find(cpuid), func, arg1, arg2);
 400         mask &= ~CPUMASK(cpuid);
 401         ++count;
 402     }
 403     return(count);
 404 }
 405
 406 /*
 407  * Wait for the remote cpu to finish processing a function.
 408  *
 409  * YYY we have to enable interrupts and process the IPIQ while waiting
 410  * for it to empty or we may deadlock with another cpu.  Create a CPU_*()
 411  * function to do this!  YYY we really should 'block' here.
 412  *
 413  * MUST be called from a critical section.  This routine may be called
 414  * from an interrupt (for example, if an interrupt wakes a foreign thread
 415  * up).
 416  */
 417 void
 418 lwkt_wait_ipiq(globaldata_t target, int seq)
 419 {
 420     lwkt_ipiq_t ip;
 421     int maxc = 100000000;
 422
 423     if (target != mycpu) {
 424         ip = &mycpu->gd_ipiq[target->gd_cpuid];
 425         if ((int)(ip->ip_xindex - seq) < 0) {
 426 #if defined(__i386__)
 427             unsigned int eflags = read_eflags();
 428 #elif defined(__x86_64__)
 429             unsigned long rflags = read_rflags();
 430 #endif
 431             cpu_enable_intr();
 432             DEBUG_PUSH_INFO("wait_ipiq");
 433             while ((int)(ip->ip_xindex - seq) < 0) {
 434                 crit_enter();
 435                 lwkt_process_ipiq();
 436                 crit_exit();
 437                 if (--maxc == 0)
 438                         kprintf("LWKT_WAIT_IPIQ WARNING! %d wait %d (%d)\n", mycpu->gd_cpuid, target->gd_cpuid, ip->ip_xindex - seq);
 439                 if (maxc < -1000000)
 440                         panic("LWKT_WAIT_IPIQ");
 441                 /*
 442                  * xindex may be modified by another cpu, use a load fence
 443                  * to ensure that the loop does not use a speculative value
 444                  * (which may improve performance).
 445                  */
 446                 cpu_lfence();
 447             }
 448             DEBUG_POP_INFO();
 449 #if defined(__i386__)
 450             write_eflags(eflags);
 451 #elif defined(__x86_64__)
 452             write_rflags(rflags);
 453 #endif
 454         }
 455     }
 456 }
 457
 458 int
 459 lwkt_seq_ipiq(globaldata_t target)
 460 {
 461     lwkt_ipiq_t ip;
 462
 463     ip = &mycpu->gd_ipiq[target->gd_cpuid];
 464     return(ip->ip_windex);
 465 }
 466
 467 /*
 468  * Called from IPI interrupt (like a fast interrupt), which has placed
 469  * us in a critical section.  The MP lock may or may not be held.
 470  * May also be called from doreti or splz, or be reentrantly called
 471  * indirectly through the ip_func[] we run.
 472  *
 473  * There are two versions, one where no interrupt frame is available (when
 474  * called from the send code and from splz, and one where an interrupt
 475  * frame is available.
 476  *
 477  * When the current cpu is mastering a cpusync we do NOT internally loop
 478  * on the cpusyncq poll.  We also do not re-flag a pending ipi due to
 479  * the cpusyncq poll because this can cause doreti/splz to loop internally.
 480  * The cpusync master's own loop must be allowed to run to avoid a deadlock.
 481  */
 482 void
 483 lwkt_process_ipiq(void)
 484 {
 485     globaldata_t gd = mycpu;
 486     globaldata_t sgd;
 487     lwkt_ipiq_t ip;
 488     int n;
 489
 490 again:
 491     for (n = 0; n < ncpus; ++n) {
 492         if (n != gd->gd_cpuid) {
 493             sgd = globaldata_find(n);
 494             ip = sgd->gd_ipiq;
 495             if (ip != NULL) {
 496                 while (lwkt_process_ipiq_core(sgd, &ip[gd->gd_cpuid], NULL))
 497                     ;
 498             }
 499         }
 500     }
 501     if (gd->gd_cpusyncq.ip_rindex != gd->gd_cpusyncq.ip_windex) {
 502         if (lwkt_process_ipiq_core(gd, &gd->gd_cpusyncq, NULL)) {
 503             if (gd->gd_curthread->td_cscount == 0)
 504                 goto again;
 505         }
 506     }
 507 }
 508
 509 void
 510 lwkt_process_ipiq_frame(struct intrframe *frame)
 511 {
 512     globaldata_t gd = mycpu;
 513     globaldata_t sgd;
 514     lwkt_ipiq_t ip;
 515     int n;
 516
 517 again:
 518     for (n = 0; n < ncpus; ++n) {
 519         if (n != gd->gd_cpuid) {
 520             sgd = globaldata_find(n);
 521             ip = sgd->gd_ipiq;
 522             if (ip != NULL) {
 523                 while (lwkt_process_ipiq_core(sgd, &ip[gd->gd_cpuid], frame))
 524                     ;
 525             }
 526         }
 527     }
 528     if (gd->gd_cpusyncq.ip_rindex != gd->gd_cpusyncq.ip_windex) {
 529         if (lwkt_process_ipiq_core(gd, &gd->gd_cpusyncq, frame)) {
 530             if (gd->gd_curthread->td_cscount == 0)
 531                 goto again;
 532         }
 533     }
 534 }
 535
 536 #if 0
 537 static int iqticks[SMP_MAXCPU];
 538 static int iqcount[SMP_MAXCPU];
 539 #endif
 540 #if 0
 541 static int iqterm[SMP_MAXCPU];
 542 #endif
 543
 544 static int
 545 lwkt_process_ipiq_core(globaldata_t sgd, lwkt_ipiq_t ip,
 546                        struct intrframe *frame)
 547 {
 548     globaldata_t mygd = mycpu;
 549     int ri;
 550     int wi;
 551     ipifunc3_t copy_func;
 552     void *copy_arg1;
 553     int copy_arg2;
 554
 555 #if 0
 556     if (iqticks[mygd->gd_cpuid] != ticks) {
 557             iqticks[mygd->gd_cpuid] = ticks;
 558             iqcount[mygd->gd_cpuid] = 0;
 559     }
 560     if (++iqcount[mygd->gd_cpuid] > 3000000) {
 561         kprintf("cpu %d ipiq maxed cscount %d spin %d\n",
 562                 mygd->gd_cpuid,
 563                 mygd->gd_curthread->td_cscount,
 564                 mygd->gd_spinlocks_wr);
 565         iqcount[mygd->gd_cpuid] = 0;
 566 #if 0
 567         if (++iqterm[mygd->gd_cpuid] > 10)
 568                 panic("cpu %d ipiq maxed", mygd->gd_cpuid);
 569 #endif
 570         int i;
 571         for (i = 0; i < ncpus; ++i) {
 572                 if (globaldata_find(i)->gd_infomsg)
 573                         kprintf(" %s", globaldata_find(i)->gd_infomsg);
 574         }
 575         kprintf("\n");
 576     }
 577 #endif
 578
 579     /*
 580      * Obtain the current write index, which is modified by a remote cpu.
 581      * Issue a load fence to prevent speculative reads of e.g. data written
 582      * by the other cpu prior to it updating the index.
 583      */
 584     KKASSERT(curthread->td_critcount);
 585     wi = ip->ip_windex;
 586     cpu_lfence();
 587     ++mygd->gd_intr_nesting_level;
 588
 589     /*
 590      * NOTE: xindex is only updated after we are sure the function has
 591      *       finished execution.  Beware lwkt_process_ipiq() reentrancy!
 592      *       The function may send an IPI which may block/drain.
 593      *
 594      * NOTE: Due to additional IPI operations that the callback function
 595      *       may make, it is possible for both rindex and windex to advance and
 596      *       thus for rindex to advance passed our cached windex.
 597      *
 598      * NOTE: A load fence is required to prevent speculative loads prior
 599      *       to the loading of ip_rindex.  Even though stores might be
 600      *       ordered, loads are probably not.  A memory fence is required
 601      *       to prevent reordering of the loads after the ip_rindex update.
 602      */
 603     while (wi - (ri = ip->ip_rindex) > 0) {
 604         ri &= MAXCPUFIFO_MASK;
 605         cpu_lfence();
 606         copy_func = ip->ip_func[ri];
 607         copy_arg1 = ip->ip_arg1[ri];
 608         copy_arg2 = ip->ip_arg2[ri];
 609         cpu_mfence();
 610         ++ip->ip_rindex;
 611         KKASSERT((ip->ip_rindex & MAXCPUFIFO_MASK) ==
 612                  ((ri + 1) & MAXCPUFIFO_MASK));
 613         logipiq(receive, copy_func, copy_arg1, copy_arg2, sgd, mycpu);
 614 #ifdef INVARIANTS
 615         if (ipiq_debug && (ip->ip_rindex & 0xFFFFFF) == 0) {
 616                 kprintf("cpu %d ipifunc %p %p %d (frame %p)\n",
 617                         mycpu->gd_cpuid,
 618                         copy_func, copy_arg1, copy_arg2,
 619 #if defined(__i386__)
 620                         (frame ? (void *)frame->if_eip : NULL));
 621 #elif defined(__amd64__)
 622                         (frame ? (void *)frame->if_rip : NULL));
 623 #else
 624                         NULL);
 625 #endif
 626         }
 627 #endif
 628         copy_func(copy_arg1, copy_arg2, frame);
 629         cpu_sfence();
 630         ip->ip_xindex = ip->ip_rindex;
 631
 632 #ifdef PANIC_DEBUG
 633         /*
 634          * Simulate panics during the processing of an IPI
 635          */
 636         if (mycpu->gd_cpuid == panic_ipiq_cpu && panic_ipiq_count) {
 637                 if (--panic_ipiq_count == 0) {
 638 #ifdef DDB
 639                         Debugger("PANIC_DEBUG");
 640 #else
 641                         panic("PANIC_DEBUG");
 642 #endif
 643                 }
 644         }
 645 #endif
 646     }
 647     --mygd->gd_intr_nesting_level;
 648
 649     /*
 650      * Return non-zero if there are more IPI messages pending on this
 651      * ipiq.  ip_npoll is left set as long as possible to reduce the
 652      * number of IPIs queued by the originating cpu, but must be cleared
 653      * *BEFORE* checking windex.
 654      */
 655     atomic_poll_release_int(&ip->ip_npoll);
 656     return(wi != ip->ip_windex);
 657 }
 658
 659 static void
 660 lwkt_sync_ipiq(void *arg)
 661 {
 662     volatile cpumask_t *cpumask = arg;
 663
 664     atomic_clear_cpumask(cpumask, mycpu->gd_cpumask);
 665     if (*cpumask == 0)
 666         wakeup(cpumask);
 667 }
 668
 669 void
 670 lwkt_synchronize_ipiqs(const char *wmesg)
 671 {
 672     volatile cpumask_t other_cpumask;
 673
 674     other_cpumask = mycpu->gd_other_cpus & smp_active_mask;
 675     lwkt_send_ipiq_mask(other_cpumask, lwkt_sync_ipiq,
 676         __DEVOLATILE(void *, &other_cpumask));
 677
 678     while (other_cpumask != 0) {
 679         tsleep_interlock(&other_cpumask, 0);
 680         if (other_cpumask != 0)
 681             tsleep(&other_cpumask, PINTERLOCKED, wmesg, 0);
 682     }
 683 }
 684
 685 #endif
 686
 687 /*
 688  * CPU Synchronization Support
 689  *
 690  * lwkt_cpusync_interlock()     - Place specified cpus in a quiescent state.
 691  *                                The current cpu is placed in a hard critical
 692  *                                section.
 693  *
 694  * lwkt_cpusync_deinterlock()   - Execute cs_func on specified cpus, including
 695  *                                current cpu if specified, then return.
 696  */
 697 void
 698 lwkt_cpusync_simple(cpumask_t mask, cpusync_func_t func, void *arg)
 699 {
 700     struct lwkt_cpusync cs;
 701
 702     lwkt_cpusync_init(&cs, mask, func, arg);
 703     lwkt_cpusync_interlock(&cs);
 704     lwkt_cpusync_deinterlock(&cs);
 705 }
 706
 707
 708 void
 709 lwkt_cpusync_interlock(lwkt_cpusync_t cs)
 710 {
 711 #ifdef SMP
 712     globaldata_t gd = mycpu;
 713     cpumask_t mask;
 714
 715     /*
 716      * mask acknowledge (cs_mack):  0->mask for stage 1
 717      *
 718      * mack does not include the current cpu.
 719      */
 720     mask = cs->cs_mask & gd->gd_other_cpus & smp_active_mask;
 721     cs->cs_mack = 0;
 722     crit_enter_id("cpusync");
 723     if (mask) {
 724         DEBUG_PUSH_INFO("cpusync_interlock");
 725         ++ipiq_cscount;
 726         ++gd->gd_curthread->td_cscount;
 727         lwkt_send_ipiq_mask(mask, (ipifunc1_t)lwkt_cpusync_remote1, cs);
 728         logipiq2(sync_start, mask);
 729         while (cs->cs_mack != mask) {
 730             lwkt_process_ipiq();
 731             cpu_pause();
 732         }
 733         DEBUG_POP_INFO();
 734     }
 735 #else
 736     cs->cs_mack = 0;
 737 #endif
 738 }
 739
 740 /*
 741  * Interlocked cpus have executed remote1 and are polling in remote2.
 742  * To deinterlock we clear cs_mack and wait for the cpus to execute
 743  * the func and set their bit in cs_mack again.
 744  *
 745  */
 746 void
 747 lwkt_cpusync_deinterlock(lwkt_cpusync_t cs)
 748 {
 749     globaldata_t gd = mycpu;
 750 #ifdef SMP
 751     cpumask_t mask;
 752
 753     /*
 754      * mask acknowledge (cs_mack):  mack->0->mack for stage 2
 755      *
 756      * Clearing cpu bits for polling cpus in cs_mack will cause them to
 757      * execute stage 2, which executes the cs_func(cs_data) and then sets
 758      * their bit in cs_mack again.
 759      *
 760      * mack does not include the current cpu.
 761      */
 762     mask = cs->cs_mack;
 763     cpu_ccfence();
 764     cs->cs_mack = 0;
 765     if (cs->cs_func && (cs->cs_mask & gd->gd_cpumask))
 766             cs->cs_func(cs->cs_data);
 767     if (mask) {
 768         DEBUG_PUSH_INFO("cpusync_deinterlock");
 769         while (cs->cs_mack != mask) {
 770             lwkt_process_ipiq();
 771             cpu_pause();
 772         }
 773         DEBUG_POP_INFO();
 774         /*
 775          * cpusyncq ipis may be left queued without the RQF flag set due to
 776          * a non-zero td_cscount, so be sure to process any laggards after
 777          * decrementing td_cscount.
 778          */
 779         --gd->gd_curthread->td_cscount;
 780         lwkt_process_ipiq();
 781         logipiq2(sync_end, mask);
 782     }
 783     crit_exit_id("cpusync");
 784 #else
 785     if (cs->cs_func && (cs->cs_mask & gd->gd_cpumask))
 786         cs->cs_func(cs->cs_data);
 787 #endif
 788 }
 789
 790 #ifdef SMP
 791
 792 /*
 793  * helper IPI remote messaging function.
 794  *
 795  * Called on remote cpu when a new cpu synchronization request has been
 796  * sent to us.  Execute the run function and adjust cs_count, then requeue
 797  * the request so we spin on it.
 798  */
 799 static void
 800 lwkt_cpusync_remote1(lwkt_cpusync_t cs)
 801 {
 802     globaldata_t gd = mycpu;
 803
 804     atomic_set_cpumask(&cs->cs_mack, gd->gd_cpumask);
 805     lwkt_cpusync_remote2(cs);
 806 }
 807
 808 /*
 809  * helper IPI remote messaging function.
 810  *
 811  * Poll for the originator telling us to finish.  If it hasn't, requeue
 812  * our request so we spin on it.
 813  */
 814 static void
 815 lwkt_cpusync_remote2(lwkt_cpusync_t cs)
 816 {
 817     globaldata_t gd = mycpu;
 818
 819     if ((cs->cs_mack & gd->gd_cpumask) == 0) {
 820         if (cs->cs_func)
 821                 cs->cs_func(cs->cs_data);
 822         atomic_set_cpumask(&cs->cs_mack, gd->gd_cpumask);
 823     } else {
 824         lwkt_ipiq_t ip;
 825         int wi;
 826
 827         ip = &gd->gd_cpusyncq;
 828         wi = ip->ip_windex & MAXCPUFIFO_MASK;
 829         ip->ip_func[wi] = (ipifunc3_t)(ipifunc1_t)lwkt_cpusync_remote2;
 830         ip->ip_arg1[wi] = cs;
 831         ip->ip_arg2[wi] = 0;
 832         cpu_sfence();
 833         ++ip->ip_windex;
 834         if (ipiq_debug && (ip->ip_windex & 0xFFFFFF) == 0) {
 835                 kprintf("cpu %d cm=%016jx %016jx f=%p\n",
 836                         gd->gd_cpuid,
 837                         (intmax_t)cs->cs_mask, (intmax_t)cs->cs_mack,
 838                         cs->cs_func);
 839         }
 840     }
 841 }
 842
 843 #endif