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