Automatic merge of rsync://rsync.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/torvalds/linux-2.6
[linux-2.6] / arch / ppc64 / kernel / smp.c
1 /*
2  * SMP support for ppc.
3  *
4  * Written by Cort Dougan (cort@cs.nmt.edu) borrowing a great
5  * deal of code from the sparc and intel versions.
6  *
7  * Copyright (C) 1999 Cort Dougan <cort@cs.nmt.edu>
8  *
9  * PowerPC-64 Support added by Dave Engebretsen, Peter Bergner, and
10  * Mike Corrigan {engebret|bergner|mikec}@us.ibm.com
11  *
12  *      This program is free software; you can redistribute it and/or
13  *      modify it under the terms of the GNU General Public License
14  *      as published by the Free Software Foundation; either version
15  *      2 of the License, or (at your option) any later version.
16  */
17
18 #undef DEBUG
19
20 #include <linux/config.h>
21 #include <linux/kernel.h>
22 #include <linux/module.h>
23 #include <linux/sched.h>
24 #include <linux/smp.h>
25 #include <linux/interrupt.h>
26 #include <linux/delay.h>
27 #include <linux/init.h>
28 #include <linux/spinlock.h>
29 #include <linux/cache.h>
30 #include <linux/err.h>
31 #include <linux/sysdev.h>
32 #include <linux/cpu.h>
33 #include <linux/notifier.h>
34
35 #include <asm/ptrace.h>
36 #include <asm/atomic.h>
37 #include <asm/irq.h>
38 #include <asm/page.h>
39 #include <asm/pgtable.h>
40 #include <asm/prom.h>
41 #include <asm/smp.h>
42 #include <asm/paca.h>
43 #include <asm/time.h>
44 #include <asm/machdep.h>
45 #include <asm/cputable.h>
46 #include <asm/system.h>
47 #include <asm/abs_addr.h>
48
49 #include "mpic.h"
50
51 #ifdef DEBUG
52 #define DBG(fmt...) udbg_printf(fmt)
53 #else
54 #define DBG(fmt...)
55 #endif
56
57 cpumask_t cpu_possible_map = CPU_MASK_NONE;
58 cpumask_t cpu_online_map = CPU_MASK_NONE;
59 cpumask_t cpu_sibling_map[NR_CPUS] = { [0 ... NR_CPUS-1] = CPU_MASK_NONE };
60
61 EXPORT_SYMBOL(cpu_online_map);
62 EXPORT_SYMBOL(cpu_possible_map);
63
64 struct smp_ops_t *smp_ops;
65
66 static volatile unsigned int cpu_callin_map[NR_CPUS];
67
68 extern unsigned char stab_array[];
69
70 void smp_call_function_interrupt(void);
71
72 int smt_enabled_at_boot = 1;
73
74 #ifdef CONFIG_PPC_MULTIPLATFORM
75 void smp_mpic_message_pass(int target, int msg)
76 {
77         /* make sure we're sending something that translates to an IPI */
78         if ( msg > 0x3 ){
79                 printk("SMP %d: smp_message_pass: unknown msg %d\n",
80                        smp_processor_id(), msg);
81                 return;
82         }
83         switch ( target )
84         {
85         case MSG_ALL:
86                 mpic_send_ipi(msg, 0xffffffff);
87                 break;
88         case MSG_ALL_BUT_SELF:
89                 mpic_send_ipi(msg, 0xffffffff & ~(1 << smp_processor_id()));
90                 break;
91         default:
92                 mpic_send_ipi(msg, 1 << target);
93                 break;
94         }
95 }
96
97 int __init smp_mpic_probe(void)
98 {
99         int nr_cpus;
100
101         DBG("smp_mpic_probe()...\n");
102
103         nr_cpus = cpus_weight(cpu_possible_map);
104
105         DBG("nr_cpus: %d\n", nr_cpus);
106
107         if (nr_cpus > 1)
108                 mpic_request_ipis();
109
110         return nr_cpus;
111 }
112
113 void __devinit smp_mpic_setup_cpu(int cpu)
114 {
115         mpic_setup_this_cpu();
116 }
117
118 void __devinit smp_generic_kick_cpu(int nr)
119 {
120         BUG_ON(nr < 0 || nr >= NR_CPUS);
121
122         /*
123          * The processor is currently spinning, waiting for the
124          * cpu_start field to become non-zero After we set cpu_start,
125          * the processor will continue on to secondary_start
126          */
127         paca[nr].cpu_start = 1;
128         smp_mb();
129 }
130
131 #endif /* CONFIG_PPC_MULTIPLATFORM */
132
133 static void __init smp_space_timers(unsigned int max_cpus)
134 {
135         int i;
136         unsigned long offset = tb_ticks_per_jiffy / max_cpus;
137         unsigned long previous_tb = paca[boot_cpuid].next_jiffy_update_tb;
138
139         for_each_cpu(i) {
140                 if (i != boot_cpuid) {
141                         paca[i].next_jiffy_update_tb =
142                                 previous_tb + offset;
143                         previous_tb = paca[i].next_jiffy_update_tb;
144                 }
145         }
146 }
147
148 void smp_message_recv(int msg, struct pt_regs *regs)
149 {
150         switch(msg) {
151         case PPC_MSG_CALL_FUNCTION:
152                 smp_call_function_interrupt();
153                 break;
154         case PPC_MSG_RESCHEDULE: 
155                 /* XXX Do we have to do this? */
156                 set_need_resched();
157                 break;
158 #if 0
159         case PPC_MSG_MIGRATE_TASK:
160                 /* spare */
161                 break;
162 #endif
163 #ifdef CONFIG_DEBUGGER
164         case PPC_MSG_DEBUGGER_BREAK:
165                 debugger_ipi(regs);
166                 break;
167 #endif
168         default:
169                 printk("SMP %d: smp_message_recv(): unknown msg %d\n",
170                        smp_processor_id(), msg);
171                 break;
172         }
173 }
174
175 void smp_send_reschedule(int cpu)
176 {
177         smp_ops->message_pass(cpu, PPC_MSG_RESCHEDULE);
178 }
179
180 #ifdef CONFIG_DEBUGGER
181 void smp_send_debugger_break(int cpu)
182 {
183         smp_ops->message_pass(cpu, PPC_MSG_DEBUGGER_BREAK);
184 }
185 #endif
186
187 static void stop_this_cpu(void *dummy)
188 {
189         local_irq_disable();
190         while (1)
191                 ;
192 }
193
194 void smp_send_stop(void)
195 {
196         smp_call_function(stop_this_cpu, NULL, 1, 0);
197 }
198
199 /*
200  * Structure and data for smp_call_function(). This is designed to minimise
201  * static memory requirements. It also looks cleaner.
202  * Stolen from the i386 version.
203  */
204 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(call_lock);
205
206 static struct call_data_struct {
207         void (*func) (void *info);
208         void *info;
209         atomic_t started;
210         atomic_t finished;
211         int wait;
212 } *call_data;
213
214 /* delay of at least 8 seconds on 1GHz cpu */
215 #define SMP_CALL_TIMEOUT (1UL << (30 + 3))
216
217 /*
218  * This function sends a 'generic call function' IPI to all other CPUs
219  * in the system.
220  *
221  * [SUMMARY] Run a function on all other CPUs.
222  * <func> The function to run. This must be fast and non-blocking.
223  * <info> An arbitrary pointer to pass to the function.
224  * <nonatomic> currently unused.
225  * <wait> If true, wait (atomically) until function has completed on other CPUs.
226  * [RETURNS] 0 on success, else a negative status code. Does not return until
227  * remote CPUs are nearly ready to execute <<func>> or are or have executed.
228  *
229  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
230  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler.
231  */
232 int smp_call_function (void (*func) (void *info), void *info, int nonatomic,
233                        int wait)
234
235         struct call_data_struct data;
236         int ret = -1, cpus;
237         unsigned long timeout;
238
239         /* Can deadlock when called with interrupts disabled */
240         WARN_ON(irqs_disabled());
241
242         data.func = func;
243         data.info = info;
244         atomic_set(&data.started, 0);
245         data.wait = wait;
246         if (wait)
247                 atomic_set(&data.finished, 0);
248
249         spin_lock(&call_lock);
250         /* Must grab online cpu count with preempt disabled, otherwise
251          * it can change. */
252         cpus = num_online_cpus() - 1;
253         if (!cpus) {
254                 ret = 0;
255                 goto out;
256         }
257
258         call_data = &data;
259         smp_wmb();
260         /* Send a message to all other CPUs and wait for them to respond */
261         smp_ops->message_pass(MSG_ALL_BUT_SELF, PPC_MSG_CALL_FUNCTION);
262
263         /* Wait for response */
264         timeout = SMP_CALL_TIMEOUT;
265         while (atomic_read(&data.started) != cpus) {
266                 HMT_low();
267                 if (--timeout == 0) {
268                         printk("smp_call_function on cpu %d: other cpus not "
269                                "responding (%d)\n", smp_processor_id(),
270                                atomic_read(&data.started));
271                         debugger(NULL);
272                         goto out;
273                 }
274         }
275
276         if (wait) {
277                 timeout = SMP_CALL_TIMEOUT;
278                 while (atomic_read(&data.finished) != cpus) {
279                         HMT_low();
280                         if (--timeout == 0) {
281                                 printk("smp_call_function on cpu %d: other "
282                                        "cpus not finishing (%d/%d)\n",
283                                        smp_processor_id(),
284                                        atomic_read(&data.finished),
285                                        atomic_read(&data.started));
286                                 debugger(NULL);
287                                 goto out;
288                         }
289                 }
290         }
291
292         ret = 0;
293
294 out:
295         call_data = NULL;
296         HMT_medium();
297         spin_unlock(&call_lock);
298         return ret;
299 }
300
301 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function);
302
303 void smp_call_function_interrupt(void)
304 {
305         void (*func) (void *info);
306         void *info;
307         int wait;
308
309         /* call_data will be NULL if the sender timed out while
310          * waiting on us to receive the call.
311          */
312         if (!call_data)
313                 return;
314
315         func = call_data->func;
316         info = call_data->info;
317         wait = call_data->wait;
318
319         if (!wait)
320                 smp_mb__before_atomic_inc();
321
322         /*
323          * Notify initiating CPU that I've grabbed the data and am
324          * about to execute the function
325          */
326         atomic_inc(&call_data->started);
327         /*
328          * At this point the info structure may be out of scope unless wait==1
329          */
330         (*func)(info);
331         if (wait) {
332                 smp_mb__before_atomic_inc();
333                 atomic_inc(&call_data->finished);
334         }
335 }
336
337 extern struct gettimeofday_struct do_gtod;
338
339 struct thread_info *current_set[NR_CPUS];
340
341 DECLARE_PER_CPU(unsigned int, pvr);
342
343 static void __devinit smp_store_cpu_info(int id)
344 {
345         per_cpu(pvr, id) = mfspr(SPRN_PVR);
346 }
347
348 static void __init smp_create_idle(unsigned int cpu)
349 {
350         struct task_struct *p;
351
352         /* create a process for the processor */
353         p = fork_idle(cpu);
354         if (IS_ERR(p))
355                 panic("failed fork for CPU %u: %li", cpu, PTR_ERR(p));
356         paca[cpu].__current = p;
357         current_set[cpu] = p->thread_info;
358 }
359
360 void __init smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
361 {
362         unsigned int cpu;
363
364         DBG("smp_prepare_cpus\n");
365
366         /* 
367          * setup_cpu may need to be called on the boot cpu. We havent
368          * spun any cpus up but lets be paranoid.
369          */
370         BUG_ON(boot_cpuid != smp_processor_id());
371
372         /* Fixup boot cpu */
373         smp_store_cpu_info(boot_cpuid);
374         cpu_callin_map[boot_cpuid] = 1;
375
376 #ifndef CONFIG_PPC_ISERIES
377         paca[boot_cpuid].next_jiffy_update_tb = tb_last_stamp = get_tb();
378
379         /*
380          * Should update do_gtod.stamp_xsec.
381          * For now we leave it which means the time can be some
382          * number of msecs off until someone does a settimeofday()
383          */
384         do_gtod.varp->tb_orig_stamp = tb_last_stamp;
385         systemcfg->tb_orig_stamp = tb_last_stamp;
386 #endif
387
388         max_cpus = smp_ops->probe();
389  
390         smp_space_timers(max_cpus);
391
392         for_each_cpu(cpu)
393                 if (cpu != boot_cpuid)
394                         smp_create_idle(cpu);
395 }
396
397 void __devinit smp_prepare_boot_cpu(void)
398 {
399         BUG_ON(smp_processor_id() != boot_cpuid);
400
401         cpu_set(boot_cpuid, cpu_online_map);
402
403         paca[boot_cpuid].__current = current;
404         current_set[boot_cpuid] = current->thread_info;
405 }
406
407 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
408 /* State of each CPU during hotplug phases */
409 DEFINE_PER_CPU(int, cpu_state) = { 0 };
410
411 int generic_cpu_disable(void)
412 {
413         unsigned int cpu = smp_processor_id();
414
415         if (cpu == boot_cpuid)
416                 return -EBUSY;
417
418         systemcfg->processorCount--;
419         cpu_clear(cpu, cpu_online_map);
420         fixup_irqs(cpu_online_map);
421         return 0;
422 }
423
424 int generic_cpu_enable(unsigned int cpu)
425 {
426         /* Do the normal bootup if we haven't
427          * already bootstrapped. */
428         if (system_state != SYSTEM_RUNNING)
429                 return -ENOSYS;
430
431         /* get the target out of it's holding state */
432         per_cpu(cpu_state, cpu) = CPU_UP_PREPARE;
433         smp_wmb();
434
435         while (!cpu_online(cpu))
436                 cpu_relax();
437
438         fixup_irqs(cpu_online_map);
439         /* counter the irq disable in fixup_irqs */
440         local_irq_enable();
441         return 0;
442 }
443
444 void generic_cpu_die(unsigned int cpu)
445 {
446         int i;
447
448         for (i = 0; i < 100; i++) {
449                 smp_rmb();
450                 if (per_cpu(cpu_state, cpu) == CPU_DEAD)
451                         return;
452                 msleep(100);
453         }
454         printk(KERN_ERR "CPU%d didn't die...\n", cpu);
455 }
456
457 void generic_mach_cpu_die(void)
458 {
459         unsigned int cpu;
460
461         local_irq_disable();
462         cpu = smp_processor_id();
463         printk(KERN_DEBUG "CPU%d offline\n", cpu);
464         __get_cpu_var(cpu_state) = CPU_DEAD;
465         smp_wmb();
466         while (__get_cpu_var(cpu_state) != CPU_UP_PREPARE)
467                 cpu_relax();
468
469         flush_tlb_pending();
470         cpu_set(cpu, cpu_online_map);
471         local_irq_enable();
472 }
473 #endif
474
475 static int __devinit cpu_enable(unsigned int cpu)
476 {
477         if (smp_ops->cpu_enable)
478                 return smp_ops->cpu_enable(cpu);
479
480         return -ENOSYS;
481 }
482
483 int __devinit __cpu_up(unsigned int cpu)
484 {
485         int c;
486
487         if (!cpu_enable(cpu))
488                 return 0;
489
490         if (smp_ops->cpu_bootable && !smp_ops->cpu_bootable(cpu))
491                 return -EINVAL;
492
493         paca[cpu].default_decr = tb_ticks_per_jiffy;
494
495         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_SLB)) {
496                 void *tmp;
497
498                 /* maximum of 48 CPUs on machines with a segment table */
499                 if (cpu >= 48)
500                         BUG();
501
502                 tmp = &stab_array[PAGE_SIZE * cpu];
503                 memset(tmp, 0, PAGE_SIZE); 
504                 paca[cpu].stab_addr = (unsigned long)tmp;
505                 paca[cpu].stab_real = virt_to_abs(tmp);
506         }
507
508         /* Make sure callin-map entry is 0 (can be leftover a CPU
509          * hotplug
510          */
511         cpu_callin_map[cpu] = 0;
512
513         /* The information for processor bringup must
514          * be written out to main store before we release
515          * the processor.
516          */
517         smp_mb();
518
519         /* wake up cpus */
520         DBG("smp: kicking cpu %d\n", cpu);
521         smp_ops->kick_cpu(cpu);
522
523         /*
524          * wait to see if the cpu made a callin (is actually up).
525          * use this value that I found through experimentation.
526          * -- Cort
527          */
528         if (system_state < SYSTEM_RUNNING)
529                 for (c = 5000; c && !cpu_callin_map[cpu]; c--)
530                         udelay(100);
531 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
532         else
533                 /*
534                  * CPUs can take much longer to come up in the
535                  * hotplug case.  Wait five seconds.
536                  */
537                 for (c = 25; c && !cpu_callin_map[cpu]; c--) {
538                         msleep(200);
539                 }
540 #endif
541
542         if (!cpu_callin_map[cpu]) {
543                 printk("Processor %u is stuck.\n", cpu);
544                 return -ENOENT;
545         }
546
547         printk("Processor %u found.\n", cpu);
548
549         if (smp_ops->give_timebase)
550                 smp_ops->give_timebase();
551
552         /* Wait until cpu puts itself in the online map */
553         while (!cpu_online(cpu))
554                 cpu_relax();
555
556         return 0;
557 }
558
559
560 /* Activate a secondary processor. */
561 int __devinit start_secondary(void *unused)
562 {
563         unsigned int cpu = smp_processor_id();
564
565         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
566         current->active_mm = &init_mm;
567
568         smp_store_cpu_info(cpu);
569         set_dec(paca[cpu].default_decr);
570         cpu_callin_map[cpu] = 1;
571
572         smp_ops->setup_cpu(cpu);
573         if (smp_ops->take_timebase)
574                 smp_ops->take_timebase();
575
576         spin_lock(&call_lock);
577         cpu_set(cpu, cpu_online_map);
578         spin_unlock(&call_lock);
579
580         local_irq_enable();
581
582         cpu_idle();
583         return 0;
584 }
585
586 int setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
587 {
588         return 0;
589 }
590
591 void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
592 {
593         cpumask_t old_mask;
594
595         /* We want the setup_cpu() here to be called from CPU 0, but our
596          * init thread may have been "borrowed" by another CPU in the meantime
597          * se we pin us down to CPU 0 for a short while
598          */
599         old_mask = current->cpus_allowed;
600         set_cpus_allowed(current, cpumask_of_cpu(boot_cpuid));
601         
602         smp_ops->setup_cpu(boot_cpuid);
603
604         set_cpus_allowed(current, old_mask);
605 }
606
607 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
608 int __cpu_disable(void)
609 {
610         if (smp_ops->cpu_disable)
611                 return smp_ops->cpu_disable();
612
613         return -ENOSYS;
614 }
615
616 void __cpu_die(unsigned int cpu)
617 {
618         if (smp_ops->cpu_die)
619                 smp_ops->cpu_die(cpu);
620 }
621 #endif