VMMCP: initialization
[akaros.git] / kern / include / smp.h
1 /*
2  * Copyright (c) 2009 The Regents of the University of California
3  * Barret Rhoden <brho@cs.berkeley.edu>
4  * See LICENSE for details.
5  */
6
7 #ifndef ROS_INC_SMP_H
8 #define ROS_INC_SMP_H
9
10 /* SMP related functions */
11
12 #include <arch/smp.h>
13 #include <ros/common.h>
14 #include <sys/queue.h>
15 #include <trap.h>
16 #include <atomic.h>
17 #include <process.h>
18 #include <syscall.h>
19 #include <alarm.h>
20 #include <trace.h>
21
22 #ifdef __SHARC__
23 typedef sharC_env_t;
24 #endif
25
26 #define CPU_STATE_IRQ                   0
27 #define CPU_STATE_KERNEL                1
28 #define CPU_STATE_USER                  2
29 #define CPU_STATE_IDLE                  3
30 #define NR_CPU_STATES                   4
31
32 static char *cpu_state_names[NR_CPU_STATES] =
33 {
34         "irq",
35         "kern",
36         "user",
37         "idle",
38 };
39
40 struct per_cpu_info {
41 #ifdef CONFIG_X86
42         uintptr_t stacktop;                     /* must be first */
43         int coreid;                                     /* must be second */
44         struct vmcs *vmxarea;
45         pseudodesc_t host_gdt;
46         int vmx_enabled;
47         void *local_vcpu;
48 #endif
49         spinlock_t lock;
50         /* Process management */
51         // cur_proc should be valid on all cores that are not management cores.
52         struct proc *cur_proc;          /* which process context is loaded */
53         struct proc *owning_proc;       /* proc owning the core / cur_ctx */
54         uint32_t owning_vcoreid;        /* vcoreid of owning proc (if applicable */
55         struct user_context *cur_ctx;   /* user ctx we came in on (can be 0) */
56         struct user_context actual_ctx; /* storage for cur_ctx */
57         uint32_t __ctx_depth;           /* don't access directly.  see trap.h. */
58         int __lock_checking_enabled;/* == 1, enables spinlock depth checking */
59         struct kthread *cur_kthread;/* tracks the running kernel context */
60         struct kthread *spare;          /* useful when restarting */
61         struct timer_chain tchain;      /* for the per-core alarm */
62         unsigned int lock_depth;
63         struct trace_ring traces;
64         int cpu_state;
65         uint64_t last_tick_cnt;
66         uint64_t state_ticks[NR_CPU_STATES];
67 #ifdef __SHARC__
68         // held spin-locks. this will have to go elsewhere if multiple kernel
69         // threads can share a CPU.
70         // zra: Used by Ivy. Let me know if this should go elsewhere.
71         sharC_env_t sharC_env;
72 #endif
73         /* TODO: 64b (not sure if we'll need these at all */
74 #ifdef CONFIG_X86
75         taskstate_t *tss;
76         segdesc_t *gdt;
77 #endif
78         /* KMSGs */
79         spinlock_t immed_amsg_lock;
80         struct kernel_msg_list NTPTV(a0t) NTPTV(a1t) NTPTV(a2t) immed_amsgs;
81         spinlock_t routine_amsg_lock;
82         struct kernel_msg_list NTPTV(a0t) NTPTV(a1t) NTPTV(a2t) routine_amsgs;
83         /* profiling -- opaque to all but the profiling code. */
84         void *profiling;
85 }__attribute__((aligned(ARCH_CL_SIZE)));
86
87 /* Allows the kernel to figure out what process is running on this core.  Can be
88  * used just like a pointer to a struct proc. */
89 #define current per_cpu_info[core_id()].cur_proc
90 /* Allows the kernel to figure out what *user* ctx is on this core's stack.  Can
91  * be used just like a pointer to a struct user_context.  Note the distinction
92  * between kernel and user contexts.  The kernel always returns to its nested,
93  * interrupted contexts via iret/etc.  We never do that for user contexts. */
94 #define current_ctx per_cpu_info[core_id()].cur_ctx
95
96 typedef struct per_cpu_info NTPTV(t) NTPTV(a0t) NTPTV(a1t) NTPTV(a2t) per_cpu_info_t;
97
98 extern per_cpu_info_t (RO per_cpu_info)[MAX_NUM_CPUS];
99 extern volatile uint32_t RO num_cpus;
100
101 /* SMP bootup functions */
102 void smp_boot(void);
103 void smp_idle(void) __attribute__((noreturn));
104 void smp_percpu_init(void); // this must be called by each core individually
105 void __arch_pcpu_init(uint32_t coreid); /* each arch has one of these */
106
107 void __set_cpu_state(struct per_cpu_info *pcpui, int state);
108 void reset_cpu_state_ticks(int coreid);
109
110 /* SMP utility functions */
111 int smp_call_function_self(isr_t handler, void *data,
112                            handler_wrapper_t **wait_wrapper);
113 int smp_call_function_all(isr_t handler, void *data,
114                           handler_wrapper_t **wait_wrapper);
115 int smp_call_function_single(uint32_t dest, isr_t handler, void *data,
116                              handler_wrapper_t **wait_wrapper);
117 int smp_call_wait(handler_wrapper_t *wrapper);
118
119 /* PCPUI Trace Rings: */
120 struct pcpu_trace_event {
121         int                                                     type;
122         int                                                     arg0;
123         uint64_t                                        arg1;
124 };
125
126 /* If you want to add a type, use the next available number, increment NR_TYPES,
127  * use your own macro, and provide a handler.  Add your handler to
128  * pcpui_tr_handlers in smp.c. */
129 #define PCPUI_TR_TYPE_NULL              0
130 #define PCPUI_TR_TYPE_KMSG              1
131 #define PCPUI_TR_TYPE_LOCKS             2
132 #define PCPUI_NR_TYPES                  3
133
134 #ifdef CONFIG_TRACE_KMSGS
135
136 # define pcpui_trace_kmsg(pcpui, pc)                                           \
137 {                                                                              \
138         struct pcpu_trace_event *e = get_trace_slot_racy(&pcpui->traces);          \
139         if (e) {                                                                   \
140                 e->type = PCPUI_TR_TYPE_KMSG;                                          \
141                 e->arg1 = pc;                                                          \
142         }                                                                          \
143 }
144
145 #else
146
147 # define pcpui_trace_kmsg(pcpui, pc)
148
149 #endif /* CONFIG_TRACE_KMSGS */
150
151
152 #ifdef CONFIG_TRACE_LOCKS
153
154 # define pcpui_trace_locks(pcpui, lock)                                        \
155 {                                                                              \
156         struct pcpu_trace_event *e = get_trace_slot_overwrite(&pcpui->traces);     \
157         if (e) {                                                                   \
158                 e->type = PCPUI_TR_TYPE_LOCKS;                                         \
159                 e->arg0 = (int)tsc2usec(read_tsc());                                   \
160                 e->arg1 = (uintptr_t)lock;                                             \
161         }                                                                          \
162 }
163
164 #else
165
166 # define pcpui_trace_locks(pcpui, lock)
167
168 #endif /* CONFIG_TRACE_LOCKS */
169
170 /* Run the handlers for all events in a pcpui ring.  Can run on all cores, or
171  * just one core.  'type' selects which event type is handled (0 for all). */
172 void pcpui_tr_foreach(int coreid, int type);
173 void pcpui_tr_foreach_all(int type);
174 void pcpui_tr_reset_all(void);
175 void pcpui_tr_reset_and_clear_all(void);
176
177 #endif /* ROS_INC_SMP_H */