Interrupt handlers and smp_calls take a void*
[akaros.git] / kern / testing.c
1 #ifdef __DEPUTY__
2 #pragma nodeputy
3 #endif
4
5 #include <inc/mmu.h>
6 #include <inc/x86.h>
7 #include <inc/stdio.h>
8 #include <inc/assert.h>
9 #include <inc/string.h>
10
11 #include <kern/testing.h>
12 #include <kern/trap.h>
13 #include <kern/apic.h>
14 #include <kern/atomic.h>
15 #include <kern/smp.h>
16
17 void test_ipi_sending(void)
18 {
19         #define test_vector 0xeb
20         extern handler_t interrupt_handlers[];
21         int8_t state = 0;
22         
23         register_interrupt_handler(interrupt_handlers, test_vector,
24                                    test_hello_world_handler, 0);
25         enable_irqsave(&state);
26         cprintf("\nCORE 0 sending broadcast\n");
27         send_broadcast_ipi(test_vector);
28         udelay(3000000);
29         cprintf("\nCORE 0 sending all others\n");
30         send_all_others_ipi(test_vector);
31         udelay(3000000);
32         cprintf("\nCORE 0 sending self\n");
33         send_self_ipi(test_vector);
34         udelay(3000000);
35         cprintf("\nCORE 0 sending ipi to physical 1\n");
36         send_ipi(0x01, 0, test_vector);
37         udelay(3000000);
38         cprintf("\nCORE 0 sending ipi to physical 2\n");
39         send_ipi(0x02, 0, test_vector);
40         udelay(3000000);
41         cprintf("\nCORE 0 sending ipi to physical 3\n");
42         send_ipi(0x03, 0, test_vector);
43         udelay(3000000);
44         cprintf("\nCORE 0 sending ipi to physical 15\n");
45         send_ipi(0x0f, 0, test_vector);
46         udelay(3000000);
47         cprintf("\nCORE 0 sending ipi to logical 2\n");
48         send_ipi(0x02, 1, test_vector);
49         udelay(3000000);
50         cprintf("\nCORE 0 sending ipi to logical 1\n");
51         send_ipi(0x01, 1, test_vector);
52         udelay(3000000);
53         cprintf("\nDone!\n");
54         disable_irqsave(&state);
55 }
56
57 // Note this never returns and will muck with any other timer work
58 void test_pic_reception(void)
59 {
60         register_interrupt_handler(interrupt_handlers, 0x20, test_hello_world_handler, 0);
61         pit_set_timer(100,TIMER_RATEGEN); // totally arbitrary time
62         pic_unmask_irq(0);
63         cprintf("PIC1 Mask = 0x%04x\n", inb(PIC1_DATA));
64         cprintf("PIC2 Mask = 0x%04x\n", inb(PIC2_DATA));
65         unmask_lapic_lvt(LAPIC_LVT_LINT0);
66         cprintf("Core %d's LINT0: 0x%08x\n", lapic_get_id(), read_mmreg32(LAPIC_LVT_LINT0));
67         enable_irq();
68         while(1);
69 }
70
71 void test_print_info(void)
72 {
73         cprintf("\nCORE 0 asking all cores to print info:\n");
74         smp_call_function_all(test_print_info_handler, 0, 0);
75         cprintf("\nDone!\n");
76 }
77         
78
79 extern uint8_t num_cpus;
80 barrier_t test_cpu_array;
81
82 void test_barrier(void)
83 {
84         cprintf("Core 0 initializing barrier\n");
85         init_barrier(&test_cpu_array, num_cpus);
86         cprintf("Core 0 asking all cores to print ids, barrier, rinse, repeat\n");
87         smp_call_function_all(test_barrier_handler, 0, 0);
88 }
89
90 void test_interrupts_irqsave(void)
91 {
92         int8_t state = 0;
93         printd("Testing Nesting Enabling first, turning ints off:\n");
94         disable_irq();
95         printd("Interrupts are: %x\n", read_eflags() & FL_IF);
96         assert((read_eflags() & FL_IF) == 0);
97         printd("Enabling IRQSave\n");
98         enable_irqsave(&state);
99         printd("Interrupts are: %x\n", read_eflags() & FL_IF);
100         assert((read_eflags() & FL_IF) == 0x200);
101         printd("Enabling IRQSave Again\n");
102         enable_irqsave(&state);
103         printd("Interrupts are: %x\n", read_eflags() & FL_IF);
104         assert((read_eflags() & FL_IF) == 0x200);
105         printd("Disabling IRQSave Once\n");
106         disable_irqsave(&state);
107         printd("Interrupts are: %x\n", read_eflags() & FL_IF);
108         assert((read_eflags() & FL_IF) == 0x200);
109         printd("Disabling IRQSave Again\n");
110         disable_irqsave(&state);
111         printd("Interrupts are: %x\n", read_eflags() & FL_IF);
112         assert((read_eflags() & FL_IF) == 0);
113         printd("Done.  Should have been 0, 200, 200, 200, 0\n");        
114
115         printd("Testing Nesting Disabling first, turning ints on:\n");
116         state = 0;
117         enable_irq();
118         printd("Interrupts are: %x\n", read_eflags() & FL_IF);
119         assert((read_eflags() & FL_IF) == 0x200);
120         printd("Disabling IRQSave Once\n");
121         disable_irqsave(&state);
122         printd("Interrupts are: %x\n", read_eflags() & FL_IF);
123         assert((read_eflags() & FL_IF) == 0);
124         printd("Disabling IRQSave Again\n");
125         disable_irqsave(&state);
126         printd("Interrupts are: %x\n", read_eflags() & FL_IF);
127         assert((read_eflags() & FL_IF) == 0);
128         printd("Enabling IRQSave Once\n");
129         enable_irqsave(&state);
130         printd("Interrupts are: %x\n", read_eflags() & FL_IF);
131         assert((read_eflags() & FL_IF) == 0);
132         printd("Enabling IRQSave Again\n");
133         enable_irqsave(&state);
134         printd("Interrupts are: %x\n", read_eflags() & FL_IF);
135         assert((read_eflags() & FL_IF) == 0x200);
136         printd("Done.  Should have been 200, 0, 0, 0, 200 \n"); 
137
138         state = 0;
139         disable_irq();
140         printd("Ints are off, enabling then disabling.\n");
141         enable_irqsave(&state);
142         printd("Interrupts are: %x\n", read_eflags() & FL_IF);
143         assert((read_eflags() & FL_IF) == 0x200);
144         disable_irqsave(&state);
145         printd("Interrupts are: %x\n", read_eflags() & FL_IF);
146         assert((read_eflags() & FL_IF) == 0);
147         printd("Done.  Should have been 200, 0\n");     
148
149         state = 0;
150         enable_irq();
151         printd("Ints are on, enabling then disabling.\n");
152         enable_irqsave(&state);
153         printd("Interrupts are: %x\n", read_eflags() & FL_IF);
154         assert((read_eflags() & FL_IF) == 0x200);
155         disable_irqsave(&state);
156         printd("Interrupts are: %x\n", read_eflags() & FL_IF);
157         assert((read_eflags() & FL_IF) == 0x200);
158         printd("Done.  Should have been 200, 200\n");   
159
160         state = 0;
161         disable_irq();
162         printd("Ints are off, disabling then enabling.\n");
163         disable_irqsave(&state);
164         printd("Interrupts are: %x\n", read_eflags() & FL_IF);
165         assert((read_eflags() & FL_IF) == 0);
166         enable_irqsave(&state);
167         printd("Interrupts are: %x\n", read_eflags() & FL_IF);
168         assert((read_eflags() & FL_IF) == 0);
169         printd("Done.  Should have been 0, 0\n");       
170
171         state = 0;
172         enable_irq();
173         printd("Ints are on, disabling then enabling.\n");
174         disable_irqsave(&state);
175         printd("Interrupts are: %x\n", read_eflags() & FL_IF);
176         assert((read_eflags() & FL_IF) == 0);
177         enable_irqsave(&state);
178         printd("Interrupts are: %x\n", read_eflags() & FL_IF);
179         assert((read_eflags() & FL_IF) == 0x200);
180         printd("Done.  Should have been 0, 200\n");     
181
182         disable_irq();
183         cprintf("Passed enable_irqsave tests\n");
184 }
185
186 void test_bitmasks(void)
187 {
188 #define masksize 67
189         DECL_BITMASK(mask, masksize);
190         printk("size of mask %d\n", sizeof(mask));
191         CLR_BITMASK(mask, masksize);
192         PRINT_MASK(mask, masksize);
193         printk("cleared\n");
194         SET_BITMASK_BIT(mask, 0);
195         SET_BITMASK_BIT(mask, 11);
196         SET_BITMASK_BIT(mask, 17);
197         SET_BITMASK_BIT(mask, masksize-1);
198         printk("bits set\n");
199         PRINT_MASK(mask, masksize);
200         DECL_BITMASK(mask2, masksize);
201         COPY_BITMASK(mask2, mask, masksize);
202         printk("copy of original mask, should be the same as the prev\n");
203         PRINT_MASK(mask2, masksize);
204         CLR_BITMASK_BIT(mask, 11);
205         printk("11 cleared\n");
206         PRINT_MASK(mask, masksize);
207         printk("bit 17 is %d (should be 1)\n", GET_BITMASK_BIT(mask, 17));
208         printk("bit 11 is %d (should be 0)\n", GET_BITMASK_BIT(mask, 11));
209         FILL_BITMASK(mask, masksize);
210         PRINT_MASK(mask, masksize);
211         printk("should be all 1's, except for a few at the end\n");
212         printk("Is Clear?: %d (should be 0)\n", BITMASK_IS_CLEAR(mask,masksize));
213         CLR_BITMASK(mask, masksize);
214         PRINT_MASK(mask, masksize);
215         printk("Is Clear?: %d (should be 1)\n", BITMASK_IS_CLEAR(mask,masksize));
216         printk("should be cleared\n");
217 }
218
219 checklist_t* the_global_list;
220
221 void test_checklist_handler(trapframe_t *tf, void* data)
222 {
223         for (int i = 0; i < SMP_BOOT_TIMEOUT; i++);
224         for (int i = 0; i < SMP_BOOT_TIMEOUT; i++);
225         down_checklist(the_global_list);
226 }
227
228 extern uint8_t num_cpus;
229
230 void test_checklists(void)
231 {
232         INIT_CHECKLIST(a_list, MAX_NUM_CPUS);
233         the_global_list = &a_list;
234         printk("Checklist Build, mask size: %d\n", sizeof(a_list.mask.bits));
235         printk("mask\n");
236         PRINT_MASK(a_list.mask.bits, a_list.mask.size);
237         SET_BITMASK_BIT(a_list.mask.bits, 11);
238         printk("Set bit 11\n");
239         PRINT_MASK(a_list.mask.bits, a_list.mask.size);
240
241         CLR_BITMASK(a_list.mask.bits, a_list.mask.size);
242         INIT_CHECKLIST_MASK(a_mask, MAX_NUM_CPUS);
243         FILL_BITMASK(a_mask.bits, num_cpus);
244         //CLR_BITMASK_BIT(a_mask.bits, lapic_get_id());
245         //SET_BITMASK_BIT(a_mask.bits, 1);
246         //printk("New mask (1, 17, 25):\n");
247         printk("Created new mask, filled up to num_cpus\n");
248         PRINT_MASK(a_mask.bits, a_mask.size);
249         printk("committing new mask\n");
250         commit_checklist_wait(&a_list, &a_mask);
251         printk("Old mask (copied onto):\n");
252         PRINT_MASK(a_list.mask.bits, a_list.mask.size);
253         //smp_call_function_single(1, test_checklist_handler, 0, 0);    
254         smp_call_function_all(test_checklist_handler, 0, 0);    
255
256         printk("Waiting on checklist\n");
257         waiton_checklist(&a_list);      
258         printk("Done Waiting!\n");
259
260 }
261
262 volatile uint32_t a = 0, b = 0, c = 0;
263
264 void test_A_incrementer_handler(struct Trapframe *tf, void* data)
265 {
266         atomic_inc(&a);
267 }
268
269 void test_B_incrementer_handler(struct Trapframe *tf, void* data)
270 {
271         atomic_inc(&b);
272 }
273
274 void test_C_incrementer_handler(struct Trapframe *tf, void* data)
275 {
276         atomic_inc(&c);
277 }
278
279 void test_null_handler(struct Trapframe *tf, void* data)
280 {
281         asm volatile("nop");
282 }
283
284 void test_smp_call_functions(void)
285 {
286         handler_wrapper_t *waiter0 = 0, *waiter1 = 0, *waiter2 = 0, *waiter3 = 0,
287                           *waiter4 = 0, *waiter5 = 0;
288         uint8_t me = lapic_get_id();
289         printk("\nCore %d: SMP Call Self (nowait):\n", me);
290         printk("---------------------\n");
291         smp_call_function_self(test_hello_world_handler, 0, 0);
292         printk("\nCore %d: SMP Call Self (wait):\n", me);
293         printk("---------------------\n");
294         smp_call_function_self(test_hello_world_handler, 0, &waiter0);
295         smp_call_wait(waiter0);
296         printk("\nCore %d: SMP Call All (nowait):\n", me);
297         printk("---------------------\n");
298         smp_call_function_all(test_hello_world_handler, 0, 0);
299         printk("\nCore %d: SMP Call All (wait):\n", me);
300         printk("---------------------\n");
301         smp_call_function_all(test_hello_world_handler, 0, &waiter0);
302         smp_call_wait(waiter0);
303         printk("\nCore %d: SMP Call All-Else Individually, in order (nowait):\n", me);
304         printk("---------------------\n");
305         smp_call_function_single(1, test_hello_world_handler, 0, 0);
306         smp_call_function_single(2, test_hello_world_handler, 0, 0);
307         smp_call_function_single(3, test_hello_world_handler, 0, 0);
308         smp_call_function_single(4, test_hello_world_handler, 0, 0);
309         smp_call_function_single(5, test_hello_world_handler, 0, 0);
310         smp_call_function_single(6, test_hello_world_handler, 0, 0);
311         smp_call_function_single(7, test_hello_world_handler, 0, 0);
312         printk("\nCore %d: SMP Call Self (wait):\n", me);
313         printk("---------------------\n");
314         smp_call_function_self(test_hello_world_handler, 0, &waiter0);
315         smp_call_wait(waiter0);
316         printk("\nCore %d: SMP Call All-Else Individually, in order (wait):\n", me);
317         printk("---------------------\n");
318         smp_call_function_single(1, test_hello_world_handler, 0, &waiter0);
319         smp_call_wait(waiter0);
320         smp_call_function_single(2, test_hello_world_handler, 0, &waiter0);
321         smp_call_wait(waiter0);
322         smp_call_function_single(3, test_hello_world_handler, 0, &waiter0);
323         smp_call_wait(waiter0);
324         smp_call_function_single(4, test_hello_world_handler, 0, &waiter0);
325         smp_call_wait(waiter0);
326         smp_call_function_single(5, test_hello_world_handler, 0, &waiter0);
327         smp_call_wait(waiter0);
328         smp_call_function_single(6, test_hello_world_handler, 0, &waiter0);
329         smp_call_wait(waiter0);
330         smp_call_function_single(7, test_hello_world_handler, 0, &waiter0);
331         smp_call_wait(waiter0);
332         printk("\nTesting to see if any IPI-functions are dropped when not waiting:\n");
333         printk("A: %d, B: %d, C: %d (should be 0,0,0)\n", a, b, c);
334         smp_call_function_all(test_A_incrementer_handler, 0, 0);
335         smp_call_function_all(test_B_incrementer_handler, 0, 0);
336         smp_call_function_all(test_C_incrementer_handler, 0, 0);
337         // if i can clobber a previous IPI, the interleaving might do it
338         smp_call_function_single(1, test_A_incrementer_handler, 0, 0);
339         smp_call_function_single(2, test_B_incrementer_handler, 0, 0);
340         smp_call_function_single(3, test_C_incrementer_handler, 0, 0);
341         smp_call_function_single(4, test_A_incrementer_handler, 0, 0);
342         smp_call_function_single(5, test_B_incrementer_handler, 0, 0);
343         smp_call_function_single(6, test_C_incrementer_handler, 0, 0);
344         smp_call_function_all(test_A_incrementer_handler, 0, 0);
345         smp_call_function_single(3, test_C_incrementer_handler, 0, 0);
346         smp_call_function_all(test_B_incrementer_handler, 0, 0);
347         smp_call_function_single(1, test_A_incrementer_handler, 0, 0);
348         smp_call_function_all(test_C_incrementer_handler, 0, 0);
349         smp_call_function_single(2, test_B_incrementer_handler, 0, 0);
350         // wait, so we're sure the others finish before printing.
351         // without this, we could (and did) get 19,18,19, since the B_inc
352         // handler didn't finish yet
353         smp_call_function_self(test_null_handler, 0, &waiter0);
354         // need to grab all 5 handlers (max), since the code moves to the next free.
355         smp_call_function_self(test_null_handler, 0, &waiter1);
356         smp_call_function_self(test_null_handler, 0, &waiter2);
357         smp_call_function_self(test_null_handler, 0, &waiter3);
358         smp_call_function_self(test_null_handler, 0, &waiter4);
359         smp_call_wait(waiter0);
360         smp_call_wait(waiter1);
361         smp_call_wait(waiter2);
362         smp_call_wait(waiter3);
363         smp_call_wait(waiter4);
364         printk("A: %d, B: %d, C: %d (should be 19,19,19)\n", a, b, c);
365         printk("Attempting to deadlock by smp_calling with an outstanding wait:\n");
366         smp_call_function_self(test_null_handler, 0, &waiter0);
367         smp_call_function_self(test_null_handler, 0, &waiter1);
368         smp_call_wait(waiter0);
369         smp_call_wait(waiter1);
370         printk("\tMade it through!\n");
371         printk("Attempting to deadlock by smp_calling more than are available:\n");
372         printk("\tShould see an Insufficient message and a kernel warning.\n");
373         if (smp_call_function_self(test_null_handler, 0, &waiter0))
374                 printk("\tInsufficient handlers to call function (0)\n");
375         if (smp_call_function_self(test_null_handler, 0, &waiter1))
376                 printk("\tInsufficient handlers to call function (1)\n");
377         if (smp_call_function_self(test_null_handler, 0, &waiter2))
378                 printk("\tInsufficient handlers to call function (2)\n");
379         if (smp_call_function_self(test_null_handler, 0, &waiter3))
380                 printk("\tInsufficient handlers to call function (3)\n");
381         if (smp_call_function_self(test_null_handler, 0, &waiter4))
382                 printk("\tInsufficient handlers to call function (4)\n");
383         if (smp_call_function_self(test_null_handler, 0, &waiter5))
384                 printk("\tInsufficient handlers to call function (5)\n");
385         smp_call_wait(waiter0);
386         smp_call_wait(waiter1);
387         smp_call_wait(waiter2);
388         smp_call_wait(waiter3);
389         smp_call_wait(waiter4);
390         smp_call_wait(waiter5);
391         printk("\tMade it through!\n");
392
393         printk("Done\n");
394 }
395
396 /* Helper Functions */
397
398 void test_hello_world_handler(trapframe_t *tf, void* data)
399 {
400         cprintf("Incoming IRQ, ISR: %d on core %d with tf at 0x%08x\n", 
401                 tf->tf_trapno, lapic_get_id(), tf);
402 }
403
404 uint32_t print_info_lock = 0;
405
406 void test_print_info_handler(trapframe_t *tf, void* data)
407 {
408         spin_lock_irqsave(&print_info_lock);
409         cprintf("----------------------------\n");
410         cprintf("This is Core %d\n", lapic_get_id());
411         cprintf("MTRR_DEF_TYPE = 0x%08x\n", read_msr(IA32_MTRR_DEF_TYPE));
412         cprintf("MTRR Phys0 Base = 0x%016llx, Mask = 0x%016llx\n",
413                 read_msr(0x200), read_msr(0x201));
414         cprintf("MTRR Phys1 Base = 0x%016llx, Mask = 0x%016llx\n",
415                 read_msr(0x202), read_msr(0x203));
416         cprintf("MTRR Phys2 Base = 0x%016llx, Mask = 0x%016llx\n",
417                 read_msr(0x204), read_msr(0x205));
418         cprintf("MTRR Phys3 Base = 0x%016llx, Mask = 0x%016llx\n",
419                 read_msr(0x206), read_msr(0x207));
420         cprintf("MTRR Phys4 Base = 0x%016llx, Mask = 0x%016llx\n",
421                 read_msr(0x208), read_msr(0x209));
422         cprintf("MTRR Phys5 Base = 0x%016llx, Mask = 0x%016llx\n",
423                 read_msr(0x20a), read_msr(0x20b));
424         cprintf("MTRR Phys6 Base = 0x%016llx, Mask = 0x%016llx\n",
425                 read_msr(0x20c), read_msr(0x20d));
426         cprintf("MTRR Phys7 Base = 0x%016llx, Mask = 0x%016llx\n",
427                 read_msr(0x20e), read_msr(0x20f));
428         cprintf("----------------------------\n");
429         spin_unlock_irqsave(&print_info_lock);
430 }
431
432 void test_barrier_handler(trapframe_t *tf, void* data)
433 {
434         cprintf("Round 1: Core %d\n", lapic_get_id());
435         waiton_barrier(&test_cpu_array);
436         waiton_barrier(&test_cpu_array);
437         waiton_barrier(&test_cpu_array);
438         waiton_barrier(&test_cpu_array);
439         waiton_barrier(&test_cpu_array);
440         waiton_barrier(&test_cpu_array);
441         cprintf("Round 2: Core %d\n", lapic_get_id());
442         waiton_barrier(&test_cpu_array);
443         cprintf("Round 3: Core %d\n", lapic_get_id());
444         // uncomment to see it fucked up
445         //cprintf("Round 4: Core %d\n", lapic_get_id());
446 }
447
448 void test_pit(void)
449 {
450         cprintf("starting now \n");
451         udelay(10000000);
452         cprintf("end now \n");
453         cprintf("starting now \n");
454         udelay(10000000);
455         cprintf("end now \n");
456 }