Spinlock debugging improvements
[akaros.git] / kern / src / smp.c
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 #ifdef __SHARC__
8 #pragma nosharc
9 #endif
10
11 #include <arch/arch.h>
12 #include <atomic.h>
13 #include <smp.h>
14 #include <error.h>
15 #include <stdio.h>
16 #include <string.h>
17 #include <assert.h>
18 #include <pmap.h>
19 #include <process.h>
20 #include <schedule.h>
21 #include <trap.h>
22 #include <trace.h>
23 #include <kdebug.h>
24 #include <kmalloc.h>
25
26 struct per_cpu_info per_cpu_info[MAX_NUM_CPUS];
27
28 // tracks number of global waits on smp_calls, must be <= NUM_HANDLER_WRAPPERS
29 atomic_t outstanding_calls = 0;
30
31 /* Helper for running a proc (if we should).  Lots of repetition with
32  * proc_restartcore */
33 static void try_run_proc(void)
34 {
35         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
36         /* There was a process running here, and we should return to it. */
37         if (pcpui->owning_proc) {
38                 assert(!pcpui->cur_sysc);
39                 assert(pcpui->cur_ctx);
40                 __proc_startcore(pcpui->owning_proc, pcpui->cur_ctx);
41                 assert(0);
42         } else {
43                 /* Make sure we have abandoned core.  It's possible to have an owner
44                  * without a current (smp_idle, __startcore, __death). */
45                 abandon_core();
46         }
47 }
48
49 /* All cores end up calling this whenever there is nothing left to do or they
50  * don't know explicitly what to do.  Non-zero cores call it when they are done
51  * booting.  Other cases include after getting a DEATH IPI.
52  *
53  * All cores attempt to run the context of any owning proc.  Barring that, they
54  * halt and wake up when interrupted, do any work on their work queue, then halt
55  * again.  In between, the ksched gets a chance to tell it to do something else,
56  * or perhaps to halt in another manner. */
57 static void __attribute__((noinline, noreturn)) __smp_idle(void)
58 {
59         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[core_id()];
60         clear_rkmsg(pcpui);
61         enable_irq();   /* one-shot change to get any IRQs before we halt later */
62         while (1) {
63                 disable_irq();
64                 process_routine_kmsg();
65                 try_run_proc();
66                 cpu_bored();            /* call out to the ksched */
67                 /* cpu_halt() atomically turns on interrupts and halts the core.
68                  * Important to do this, since we could have a RKM come in via an
69                  * interrupt right while PRKM is returning, and we wouldn't catch
70                  * it. */
71                 cpu_halt();
72                 /* interrupts are back on now (given our current semantics) */
73         }
74         assert(0);
75 }
76
77 void smp_idle(void)
78 {
79         #ifdef CONFIG_RESET_STACKS
80         set_stack_pointer(get_stack_top());
81         #endif /* CONFIG_RESET_STACKS */
82         __smp_idle();
83         assert(0);
84 }
85
86 /* Arch-independent per-cpu initialization.  This will call the arch dependent
87  * init first. */
88 void smp_percpu_init(void)
89 {
90         uint32_t coreid = core_id();
91         struct per_cpu_info *pcpui = &per_cpu_info[coreid];
92         void *trace_buf;
93         /* Don't initialize __ctx_depth here, since it is already 1 (at least on
94          * x86), since this runs in irq context. */
95         /* Do this first */
96         __arch_pcpu_init(coreid);
97         per_cpu_info[coreid].spare = 0;
98         /* Init relevant lists */
99         spinlock_init_irqsave(&per_cpu_info[coreid].immed_amsg_lock);
100         STAILQ_INIT(&per_cpu_info[coreid].immed_amsgs);
101         spinlock_init_irqsave(&per_cpu_info[coreid].routine_amsg_lock);
102         STAILQ_INIT(&per_cpu_info[coreid].routine_amsgs);
103         /* Initialize the per-core timer chain */
104         init_timer_chain(&per_cpu_info[coreid].tchain, set_pcpu_alarm_interrupt);
105 #ifdef CONFIG_KTHREAD_POISON
106         /* TODO: KTHR-STACK */
107         uintptr_t *poison = (uintptr_t*)ROUNDDOWN(get_stack_top() - 1, PGSIZE);
108         *poison = 0xdeadbeef;
109 #endif /* CONFIG_KTHREAD_POISON */
110         /* Init generic tracing ring */
111         trace_buf = kpage_alloc_addr();
112         assert(trace_buf);
113         trace_ring_init(&pcpui->traces, trace_buf, PGSIZE,
114                         sizeof(struct pcpu_trace_event));
115         /* Enable full lock debugging, after all pcpui work is done */
116         pcpui->__lock_checking_enabled = 1;
117 }
118
119 /* PCPUI Trace Rings: */
120
121 static void pcpui_trace_kmsg_handler(void *event, void *data)
122 {
123         struct pcpu_trace_event *te = (struct pcpu_trace_event*)event;
124         char *func_name;
125         uintptr_t addr;
126         addr = te->arg1;
127         func_name = get_fn_name(addr);
128         printk("\tKMSG %p: %s\n", addr, func_name);
129         kfree(func_name);
130 }
131
132 static void pcpui_trace_locks_handler(void *event, void *data)
133 {
134         struct pcpu_trace_event *te = (struct pcpu_trace_event*)event;
135         char *func_name;
136         uintptr_t lock_addr = te->arg1;
137         if (lock_addr > KERN_LOAD_ADDR)
138                 func_name = get_fn_name(lock_addr);
139         else
140                 func_name = "Dynamic lock";
141         printk("Time %uus, lock %p (%s)\n", te->arg0, lock_addr, func_name);
142         printk("\t");
143         spinlock_debug((spinlock_t*)lock_addr);
144         if (lock_addr > KERN_LOAD_ADDR)
145                 kfree(func_name);
146 }
147
148 /* Add specific trace handlers here: */
149 trace_handler_t pcpui_tr_handlers[PCPUI_NR_TYPES] = {
150                                   0,
151                                   pcpui_trace_kmsg_handler,
152                                   pcpui_trace_locks_handler,
153                                   };
154
155 /* Generic handler for the pcpui ring.  Will switch out to the appropriate
156  * type's handler */
157 static void pcpui_trace_fn(void *event, void *data)
158 {
159         struct pcpu_trace_event *te = (struct pcpu_trace_event*)event;
160         int desired_type = (int)(long)data;
161         if (te->type >= PCPUI_NR_TYPES)
162                 printk("Bad trace type %d\n", te->type);
163         /* desired_type == 0 means all types */
164         if (desired_type && desired_type != te->type)
165                 return;
166         if (pcpui_tr_handlers[te->type])
167                 pcpui_tr_handlers[te->type](event, data);
168 }
169
170 void pcpui_tr_foreach(int coreid, int type)
171 {
172         struct trace_ring *tr = &per_cpu_info[coreid].traces;
173         assert(tr);
174         printk("\n\nTrace Ring on Core %d\n--------------\n", coreid);
175         trace_ring_foreach(tr, pcpui_trace_fn, (void*)(long)type);
176 }
177
178 void pcpui_tr_foreach_all(int type)
179 {
180         for (int i = 0; i < num_cpus; i++)
181                 pcpui_tr_foreach(i, type);
182 }
183
184 void pcpui_tr_reset_all(void)
185 {
186         for (int i = 0; i < num_cpus; i++)
187                 trace_ring_reset(&per_cpu_info[i].traces);
188 }
189
190 void pcpui_tr_reset_and_clear_all(void)
191 {
192         for (int i = 0; i < num_cpus; i++)
193                 trace_ring_reset_and_clear(&per_cpu_info[i].traces);
194 }