Merge branch 'for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/ieee1394...
[linux-2.6] / arch / x86 / mach-voyager / voyager_smp.c
1 /* -*- mode: c; c-basic-offset: 8 -*- */
2
3 /* Copyright (C) 1999,2001
4  *
5  * Author: J.E.J.Bottomley@HansenPartnership.com
6  *
7  * This file provides all the same external entries as smp.c but uses
8  * the voyager hal to provide the functionality
9  */
10 #include <linux/module.h>
11 #include <linux/mm.h>
12 #include <linux/kernel_stat.h>
13 #include <linux/delay.h>
14 #include <linux/mc146818rtc.h>
15 #include <linux/cache.h>
16 #include <linux/interrupt.h>
17 #include <linux/init.h>
18 #include <linux/kernel.h>
19 #include <linux/bootmem.h>
20 #include <linux/completion.h>
21 #include <asm/desc.h>
22 #include <asm/voyager.h>
23 #include <asm/vic.h>
24 #include <asm/mtrr.h>
25 #include <asm/pgalloc.h>
26 #include <asm/tlbflush.h>
27 #include <asm/arch_hooks.h>
28 #include <asm/trampoline.h>
29
30 /* TLB state -- visible externally, indexed physically */
31 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct tlb_state, cpu_tlbstate) = { &init_mm, 0 };
32
33 /* CPU IRQ affinity -- set to all ones initially */
34 static unsigned long cpu_irq_affinity[NR_CPUS] __cacheline_aligned =
35         {[0 ... NR_CPUS-1]  = ~0UL };
36
37 /* per CPU data structure (for /proc/cpuinfo et al), visible externally
38  * indexed physically */
39 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct cpuinfo_x86, cpu_info);
40 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(cpu_info);
41
42 /* physical ID of the CPU used to boot the system */
43 unsigned char boot_cpu_id;
44
45 /* The memory line addresses for the Quad CPIs */
46 struct voyager_qic_cpi *voyager_quad_cpi_addr[NR_CPUS] __cacheline_aligned;
47
48 /* The masks for the Extended VIC processors, filled in by cat_init */
49 __u32 voyager_extended_vic_processors = 0;
50
51 /* Masks for the extended Quad processors which cannot be VIC booted */
52 __u32 voyager_allowed_boot_processors = 0;
53
54 /* The mask for the Quad Processors (both extended and non-extended) */
55 __u32 voyager_quad_processors = 0;
56
57 /* Total count of live CPUs, used in process.c to display
58  * the CPU information and in irq.c for the per CPU irq
59  * activity count.  Finally exported by i386_ksyms.c */
60 static int voyager_extended_cpus = 1;
61
62 /* Used for the invalidate map that's also checked in the spinlock */
63 static volatile unsigned long smp_invalidate_needed;
64
65 /* Bitmask of currently online CPUs - used by setup.c for
66    /proc/cpuinfo, visible externally but still physical */
67 cpumask_t cpu_online_map = CPU_MASK_NONE;
68 EXPORT_SYMBOL(cpu_online_map);
69
70 /* Bitmask of CPUs present in the system - exported by i386_syms.c, used
71  * by scheduler but indexed physically */
72 cpumask_t phys_cpu_present_map = CPU_MASK_NONE;
73
74 /* The internal functions */
75 static void send_CPI(__u32 cpuset, __u8 cpi);
76 static void ack_CPI(__u8 cpi);
77 static int ack_QIC_CPI(__u8 cpi);
78 static void ack_special_QIC_CPI(__u8 cpi);
79 static void ack_VIC_CPI(__u8 cpi);
80 static void send_CPI_allbutself(__u8 cpi);
81 static void mask_vic_irq(unsigned int irq);
82 static void unmask_vic_irq(unsigned int irq);
83 static unsigned int startup_vic_irq(unsigned int irq);
84 static void enable_local_vic_irq(unsigned int irq);
85 static void disable_local_vic_irq(unsigned int irq);
86 static void before_handle_vic_irq(unsigned int irq);
87 static void after_handle_vic_irq(unsigned int irq);
88 static void set_vic_irq_affinity(unsigned int irq, cpumask_t mask);
89 static void ack_vic_irq(unsigned int irq);
90 static void vic_enable_cpi(void);
91 static void do_boot_cpu(__u8 cpuid);
92 static void do_quad_bootstrap(void);
93
94 int hard_smp_processor_id(void);
95 int safe_smp_processor_id(void);
96
97 /* Inline functions */
98 static inline void send_one_QIC_CPI(__u8 cpu, __u8 cpi)
99 {
100         voyager_quad_cpi_addr[cpu]->qic_cpi[cpi].cpi =
101             (smp_processor_id() << 16) + cpi;
102 }
103
104 static inline void send_QIC_CPI(__u32 cpuset, __u8 cpi)
105 {
106         int cpu;
107
108         for_each_online_cpu(cpu) {
109                 if (cpuset & (1 << cpu)) {
110 #ifdef VOYAGER_DEBUG
111                         if (!cpu_online(cpu))
112                                 VDEBUG(("CPU%d sending cpi %d to CPU%d not in "
113                                         "cpu_online_map\n",
114                                         hard_smp_processor_id(), cpi, cpu));
115 #endif
116                         send_one_QIC_CPI(cpu, cpi - QIC_CPI_OFFSET);
117                 }
118         }
119 }
120
121 static inline void wrapper_smp_local_timer_interrupt(void)
122 {
123         irq_enter();
124         smp_local_timer_interrupt();
125         irq_exit();
126 }
127
128 static inline void send_one_CPI(__u8 cpu, __u8 cpi)
129 {
130         if (voyager_quad_processors & (1 << cpu))
131                 send_one_QIC_CPI(cpu, cpi - QIC_CPI_OFFSET);
132         else
133                 send_CPI(1 << cpu, cpi);
134 }
135
136 static inline void send_CPI_allbutself(__u8 cpi)
137 {
138         __u8 cpu = smp_processor_id();
139         __u32 mask = cpus_addr(cpu_online_map)[0] & ~(1 << cpu);
140         send_CPI(mask, cpi);
141 }
142
143 static inline int is_cpu_quad(void)
144 {
145         __u8 cpumask = inb(VIC_PROC_WHO_AM_I);
146         return ((cpumask & QUAD_IDENTIFIER) == QUAD_IDENTIFIER);
147 }
148
149 static inline int is_cpu_extended(void)
150 {
151         __u8 cpu = hard_smp_processor_id();
152
153         return (voyager_extended_vic_processors & (1 << cpu));
154 }
155
156 static inline int is_cpu_vic_boot(void)
157 {
158         __u8 cpu = hard_smp_processor_id();
159
160         return (voyager_extended_vic_processors
161                 & voyager_allowed_boot_processors & (1 << cpu));
162 }
163
164 static inline void ack_CPI(__u8 cpi)
165 {
166         switch (cpi) {
167         case VIC_CPU_BOOT_CPI:
168                 if (is_cpu_quad() && !is_cpu_vic_boot())
169                         ack_QIC_CPI(cpi);
170                 else
171                         ack_VIC_CPI(cpi);
172                 break;
173         case VIC_SYS_INT:
174         case VIC_CMN_INT:
175                 /* These are slightly strange.  Even on the Quad card,
176                  * They are vectored as VIC CPIs */
177                 if (is_cpu_quad())
178                         ack_special_QIC_CPI(cpi);
179                 else
180                         ack_VIC_CPI(cpi);
181                 break;
182         default:
183                 printk("VOYAGER ERROR: CPI%d is in common CPI code\n", cpi);
184                 break;
185         }
186 }
187
188 /* local variables */
189
190 /* The VIC IRQ descriptors -- these look almost identical to the
191  * 8259 IRQs except that masks and things must be kept per processor
192  */
193 static struct irq_chip vic_chip = {
194         .name = "VIC",
195         .startup = startup_vic_irq,
196         .mask = mask_vic_irq,
197         .unmask = unmask_vic_irq,
198         .set_affinity = set_vic_irq_affinity,
199 };
200
201 /* used to count up as CPUs are brought on line (starts at 0) */
202 static int cpucount = 0;
203
204 /* The per cpu profile stuff - used in smp_local_timer_interrupt */
205 static DEFINE_PER_CPU(int, prof_multiplier) = 1;
206 static DEFINE_PER_CPU(int, prof_old_multiplier) = 1;
207 static DEFINE_PER_CPU(int, prof_counter) = 1;
208
209 /* the map used to check if a CPU has booted */
210 static __u32 cpu_booted_map;
211
212 /* the synchronize flag used to hold all secondary CPUs spinning in
213  * a tight loop until the boot sequence is ready for them */
214 static cpumask_t smp_commenced_mask = CPU_MASK_NONE;
215
216 /* This is for the new dynamic CPU boot code */
217 cpumask_t cpu_callin_map = CPU_MASK_NONE;
218 cpumask_t cpu_callout_map = CPU_MASK_NONE;
219 cpumask_t cpu_possible_map = CPU_MASK_NONE;
220 EXPORT_SYMBOL(cpu_possible_map);
221
222 /* The per processor IRQ masks (these are usually kept in sync) */
223 static __u16 vic_irq_mask[NR_CPUS] __cacheline_aligned;
224
225 /* the list of IRQs to be enabled by the VIC_ENABLE_IRQ_CPI */
226 static __u16 vic_irq_enable_mask[NR_CPUS] __cacheline_aligned = { 0 };
227
228 /* Lock for enable/disable of VIC interrupts */
229 static __cacheline_aligned DEFINE_SPINLOCK(vic_irq_lock);
230
231 /* The boot processor is correctly set up in PC mode when it
232  * comes up, but the secondaries need their master/slave 8259
233  * pairs initializing correctly */
234
235 /* Interrupt counters (per cpu) and total - used to try to
236  * even up the interrupt handling routines */
237 static long vic_intr_total = 0;
238 static long vic_intr_count[NR_CPUS] __cacheline_aligned = { 0 };
239 static unsigned long vic_tick[NR_CPUS] __cacheline_aligned = { 0 };
240
241 /* Since we can only use CPI0, we fake all the other CPIs */
242 static unsigned long vic_cpi_mailbox[NR_CPUS] __cacheline_aligned;
243
244 /* debugging routine to read the isr of the cpu's pic */
245 static inline __u16 vic_read_isr(void)
246 {
247         __u16 isr;
248
249         outb(0x0b, 0xa0);
250         isr = inb(0xa0) << 8;
251         outb(0x0b, 0x20);
252         isr |= inb(0x20);
253
254         return isr;
255 }
256
257 static __init void qic_setup(void)
258 {
259         if (!is_cpu_quad()) {
260                 /* not a quad, no setup */
261                 return;
262         }
263         outb(QIC_DEFAULT_MASK0, QIC_MASK_REGISTER0);
264         outb(QIC_CPI_ENABLE, QIC_MASK_REGISTER1);
265
266         if (is_cpu_extended()) {
267                 /* the QIC duplicate of the VIC base register */
268                 outb(VIC_DEFAULT_CPI_BASE, QIC_VIC_CPI_BASE_REGISTER);
269                 outb(QIC_DEFAULT_CPI_BASE, QIC_CPI_BASE_REGISTER);
270
271                 /* FIXME: should set up the QIC timer and memory parity
272                  * error vectors here */
273         }
274 }
275
276 static __init void vic_setup_pic(void)
277 {
278         outb(1, VIC_REDIRECT_REGISTER_1);
279         /* clear the claim registers for dynamic routing */
280         outb(0, VIC_CLAIM_REGISTER_0);
281         outb(0, VIC_CLAIM_REGISTER_1);
282
283         outb(0, VIC_PRIORITY_REGISTER);
284         /* Set the Primary and Secondary Microchannel vector
285          * bases to be the same as the ordinary interrupts
286          *
287          * FIXME: This would be more efficient using separate
288          * vectors. */
289         outb(FIRST_EXTERNAL_VECTOR, VIC_PRIMARY_MC_BASE);
290         outb(FIRST_EXTERNAL_VECTOR, VIC_SECONDARY_MC_BASE);
291         /* Now initiallise the master PIC belonging to this CPU by
292          * sending the four ICWs */
293
294         /* ICW1: level triggered, ICW4 needed */
295         outb(0x19, 0x20);
296
297         /* ICW2: vector base */
298         outb(FIRST_EXTERNAL_VECTOR, 0x21);
299
300         /* ICW3: slave at line 2 */
301         outb(0x04, 0x21);
302
303         /* ICW4: 8086 mode */
304         outb(0x01, 0x21);
305
306         /* now the same for the slave PIC */
307
308         /* ICW1: level trigger, ICW4 needed */
309         outb(0x19, 0xA0);
310
311         /* ICW2: slave vector base */
312         outb(FIRST_EXTERNAL_VECTOR + 8, 0xA1);
313
314         /* ICW3: slave ID */
315         outb(0x02, 0xA1);
316
317         /* ICW4: 8086 mode */
318         outb(0x01, 0xA1);
319 }
320
321 static void do_quad_bootstrap(void)
322 {
323         if (is_cpu_quad() && is_cpu_vic_boot()) {
324                 int i;
325                 unsigned long flags;
326                 __u8 cpuid = hard_smp_processor_id();
327
328                 local_irq_save(flags);
329
330                 for (i = 0; i < 4; i++) {
331                         /* FIXME: this would be >>3 &0x7 on the 32 way */
332                         if (((cpuid >> 2) & 0x03) == i)
333                                 /* don't lower our own mask! */
334                                 continue;
335
336                         /* masquerade as local Quad CPU */
337                         outb(QIC_CPUID_ENABLE | i, QIC_PROCESSOR_ID);
338                         /* enable the startup CPI */
339                         outb(QIC_BOOT_CPI_MASK, QIC_MASK_REGISTER1);
340                         /* restore cpu id */
341                         outb(0, QIC_PROCESSOR_ID);
342                 }
343                 local_irq_restore(flags);
344         }
345 }
346
347 /* Set up all the basic stuff: read the SMP config and make all the
348  * SMP information reflect only the boot cpu.  All others will be
349  * brought on-line later. */
350 void __init find_smp_config(void)
351 {
352         int i;
353
354         boot_cpu_id = hard_smp_processor_id();
355
356         printk("VOYAGER SMP: Boot cpu is %d\n", boot_cpu_id);
357
358         /* initialize the CPU structures (moved from smp_boot_cpus) */
359         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++) {
360                 cpu_irq_affinity[i] = ~0;
361         }
362         cpu_online_map = cpumask_of_cpu(boot_cpu_id);
363
364         /* The boot CPU must be extended */
365         voyager_extended_vic_processors = 1 << boot_cpu_id;
366         /* initially, all of the first 8 CPUs can boot */
367         voyager_allowed_boot_processors = 0xff;
368         /* set up everything for just this CPU, we can alter
369          * this as we start the other CPUs later */
370         /* now get the CPU disposition from the extended CMOS */
371         cpus_addr(phys_cpu_present_map)[0] =
372             voyager_extended_cmos_read(VOYAGER_PROCESSOR_PRESENT_MASK);
373         cpus_addr(phys_cpu_present_map)[0] |=
374             voyager_extended_cmos_read(VOYAGER_PROCESSOR_PRESENT_MASK + 1) << 8;
375         cpus_addr(phys_cpu_present_map)[0] |=
376             voyager_extended_cmos_read(VOYAGER_PROCESSOR_PRESENT_MASK +
377                                        2) << 16;
378         cpus_addr(phys_cpu_present_map)[0] |=
379             voyager_extended_cmos_read(VOYAGER_PROCESSOR_PRESENT_MASK +
380                                        3) << 24;
381         cpu_possible_map = phys_cpu_present_map;
382         printk("VOYAGER SMP: phys_cpu_present_map = 0x%lx\n",
383                cpus_addr(phys_cpu_present_map)[0]);
384         /* Here we set up the VIC to enable SMP */
385         /* enable the CPIs by writing the base vector to their register */
386         outb(VIC_DEFAULT_CPI_BASE, VIC_CPI_BASE_REGISTER);
387         outb(1, VIC_REDIRECT_REGISTER_1);
388         /* set the claim registers for static routing --- Boot CPU gets
389          * all interrupts untill all other CPUs started */
390         outb(0xff, VIC_CLAIM_REGISTER_0);
391         outb(0xff, VIC_CLAIM_REGISTER_1);
392         /* Set the Primary and Secondary Microchannel vector
393          * bases to be the same as the ordinary interrupts
394          *
395          * FIXME: This would be more efficient using separate
396          * vectors. */
397         outb(FIRST_EXTERNAL_VECTOR, VIC_PRIMARY_MC_BASE);
398         outb(FIRST_EXTERNAL_VECTOR, VIC_SECONDARY_MC_BASE);
399
400         /* Finally tell the firmware that we're driving */
401         outb(inb(VOYAGER_SUS_IN_CONTROL_PORT) | VOYAGER_IN_CONTROL_FLAG,
402              VOYAGER_SUS_IN_CONTROL_PORT);
403
404         current_thread_info()->cpu = boot_cpu_id;
405         x86_write_percpu(cpu_number, boot_cpu_id);
406 }
407
408 /*
409  *      The bootstrap kernel entry code has set these up. Save them
410  *      for a given CPU, id is physical */
411 void __init smp_store_cpu_info(int id)
412 {
413         struct cpuinfo_x86 *c = &cpu_data(id);
414
415         *c = boot_cpu_data;
416
417         identify_secondary_cpu(c);
418 }
419
420 /* Routine initially called when a non-boot CPU is brought online */
421 static void __init start_secondary(void *unused)
422 {
423         __u8 cpuid = hard_smp_processor_id();
424
425         cpu_init();
426
427         /* OK, we're in the routine */
428         ack_CPI(VIC_CPU_BOOT_CPI);
429
430         /* setup the 8259 master slave pair belonging to this CPU ---
431          * we won't actually receive any until the boot CPU
432          * relinquishes it's static routing mask */
433         vic_setup_pic();
434
435         qic_setup();
436
437         if (is_cpu_quad() && !is_cpu_vic_boot()) {
438                 /* clear the boot CPI */
439                 __u8 dummy;
440
441                 dummy =
442                     voyager_quad_cpi_addr[cpuid]->qic_cpi[VIC_CPU_BOOT_CPI].cpi;
443                 printk("read dummy %d\n", dummy);
444         }
445
446         /* lower the mask to receive CPIs */
447         vic_enable_cpi();
448
449         VDEBUG(("VOYAGER SMP: CPU%d, stack at about %p\n", cpuid, &cpuid));
450
451         /* enable interrupts */
452         local_irq_enable();
453
454         /* get our bogomips */
455         calibrate_delay();
456
457         /* save our processor parameters */
458         smp_store_cpu_info(cpuid);
459
460         /* if we're a quad, we may need to bootstrap other CPUs */
461         do_quad_bootstrap();
462
463         /* FIXME: this is rather a poor hack to prevent the CPU
464          * activating softirqs while it's supposed to be waiting for
465          * permission to proceed.  Without this, the new per CPU stuff
466          * in the softirqs will fail */
467         local_irq_disable();
468         cpu_set(cpuid, cpu_callin_map);
469
470         /* signal that we're done */
471         cpu_booted_map = 1;
472
473         while (!cpu_isset(cpuid, smp_commenced_mask))
474                 rep_nop();
475         local_irq_enable();
476
477         local_flush_tlb();
478
479         cpu_set(cpuid, cpu_online_map);
480         wmb();
481         cpu_idle();
482 }
483
484 /* Routine to kick start the given CPU and wait for it to report ready
485  * (or timeout in startup).  When this routine returns, the requested
486  * CPU is either fully running and configured or known to be dead.
487  *
488  * We call this routine sequentially 1 CPU at a time, so no need for
489  * locking */
490
491 static void __init do_boot_cpu(__u8 cpu)
492 {
493         struct task_struct *idle;
494         int timeout;
495         unsigned long flags;
496         int quad_boot = (1 << cpu) & voyager_quad_processors
497             & ~(voyager_extended_vic_processors
498                 & voyager_allowed_boot_processors);
499
500         /* This is the format of the CPI IDT gate (in real mode) which
501          * we're hijacking to boot the CPU */
502         union IDTFormat {
503                 struct seg {
504                         __u16 Offset;
505                         __u16 Segment;
506                 } idt;
507                 __u32 val;
508         } hijack_source;
509
510         __u32 *hijack_vector;
511         __u32 start_phys_address = setup_trampoline();
512
513         /* There's a clever trick to this: The linux trampoline is
514          * compiled to begin at absolute location zero, so make the
515          * address zero but have the data segment selector compensate
516          * for the actual address */
517         hijack_source.idt.Offset = start_phys_address & 0x000F;
518         hijack_source.idt.Segment = (start_phys_address >> 4) & 0xFFFF;
519
520         cpucount++;
521         alternatives_smp_switch(1);
522
523         idle = fork_idle(cpu);
524         if (IS_ERR(idle))
525                 panic("failed fork for CPU%d", cpu);
526         idle->thread.ip = (unsigned long)start_secondary;
527         /* init_tasks (in sched.c) is indexed logically */
528         stack_start.sp = (void *)idle->thread.sp;
529
530         init_gdt(cpu);
531         per_cpu(current_task, cpu) = idle;
532         early_gdt_descr.address = (unsigned long)get_cpu_gdt_table(cpu);
533         irq_ctx_init(cpu);
534
535         /* Note: Don't modify initial ss override */
536         VDEBUG(("VOYAGER SMP: Booting CPU%d at 0x%lx[%x:%x], stack %p\n", cpu,
537                 (unsigned long)hijack_source.val, hijack_source.idt.Segment,
538                 hijack_source.idt.Offset, stack_start.sp));
539
540         /* init lowmem identity mapping */
541         clone_pgd_range(swapper_pg_dir, swapper_pg_dir + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
542                         min_t(unsigned long, KERNEL_PGD_PTRS, KERNEL_PGD_BOUNDARY));
543         flush_tlb_all();
544
545         if (quad_boot) {
546                 printk("CPU %d: non extended Quad boot\n", cpu);
547                 hijack_vector =
548                     (__u32 *)
549                     phys_to_virt((VIC_CPU_BOOT_CPI + QIC_DEFAULT_CPI_BASE) * 4);
550                 *hijack_vector = hijack_source.val;
551         } else {
552                 printk("CPU%d: extended VIC boot\n", cpu);
553                 hijack_vector =
554                     (__u32 *)
555                     phys_to_virt((VIC_CPU_BOOT_CPI + VIC_DEFAULT_CPI_BASE) * 4);
556                 *hijack_vector = hijack_source.val;
557                 /* VIC errata, may also receive interrupt at this address */
558                 hijack_vector =
559                     (__u32 *)
560                     phys_to_virt((VIC_CPU_BOOT_ERRATA_CPI +
561                                   VIC_DEFAULT_CPI_BASE) * 4);
562                 *hijack_vector = hijack_source.val;
563         }
564         /* All non-boot CPUs start with interrupts fully masked.  Need
565          * to lower the mask of the CPI we're about to send.  We do
566          * this in the VIC by masquerading as the processor we're
567          * about to boot and lowering its interrupt mask */
568         local_irq_save(flags);
569         if (quad_boot) {
570                 send_one_QIC_CPI(cpu, VIC_CPU_BOOT_CPI);
571         } else {
572                 outb(VIC_CPU_MASQUERADE_ENABLE | cpu, VIC_PROCESSOR_ID);
573                 /* here we're altering registers belonging to `cpu' */
574
575                 outb(VIC_BOOT_INTERRUPT_MASK, 0x21);
576                 /* now go back to our original identity */
577                 outb(boot_cpu_id, VIC_PROCESSOR_ID);
578
579                 /* and boot the CPU */
580
581                 send_CPI((1 << cpu), VIC_CPU_BOOT_CPI);
582         }
583         cpu_booted_map = 0;
584         local_irq_restore(flags);
585
586         /* now wait for it to become ready (or timeout) */
587         for (timeout = 0; timeout < 50000; timeout++) {
588                 if (cpu_booted_map)
589                         break;
590                 udelay(100);
591         }
592         /* reset the page table */
593         zap_low_mappings();
594
595         if (cpu_booted_map) {
596                 VDEBUG(("CPU%d: Booted successfully, back in CPU %d\n",
597                         cpu, smp_processor_id()));
598
599                 printk("CPU%d: ", cpu);
600                 print_cpu_info(&cpu_data(cpu));
601                 wmb();
602                 cpu_set(cpu, cpu_callout_map);
603                 cpu_set(cpu, cpu_present_map);
604         } else {
605                 printk("CPU%d FAILED TO BOOT: ", cpu);
606                 if (*
607                     ((volatile unsigned char *)phys_to_virt(start_phys_address))
608                     == 0xA5)
609                         printk("Stuck.\n");
610                 else
611                         printk("Not responding.\n");
612
613                 cpucount--;
614         }
615 }
616
617 void __init smp_boot_cpus(void)
618 {
619         int i;
620
621         /* CAT BUS initialisation must be done after the memory */
622         /* FIXME: The L4 has a catbus too, it just needs to be
623          * accessed in a totally different way */
624         if (voyager_level == 5) {
625                 voyager_cat_init();
626
627                 /* now that the cat has probed the Voyager System Bus, sanity
628                  * check the cpu map */
629                 if (((voyager_quad_processors | voyager_extended_vic_processors)
630                      & cpus_addr(phys_cpu_present_map)[0]) !=
631                     cpus_addr(phys_cpu_present_map)[0]) {
632                         /* should panic */
633                         printk("\n\n***WARNING*** "
634                                "Sanity check of CPU present map FAILED\n");
635                 }
636         } else if (voyager_level == 4)
637                 voyager_extended_vic_processors =
638                     cpus_addr(phys_cpu_present_map)[0];
639
640         /* this sets up the idle task to run on the current cpu */
641         voyager_extended_cpus = 1;
642         /* Remove the global_irq_holder setting, it triggers a BUG() on
643          * schedule at the moment */
644         //global_irq_holder = boot_cpu_id;
645
646         /* FIXME: Need to do something about this but currently only works
647          * on CPUs with a tsc which none of mine have.
648          smp_tune_scheduling();
649          */
650         smp_store_cpu_info(boot_cpu_id);
651         printk("CPU%d: ", boot_cpu_id);
652         print_cpu_info(&cpu_data(boot_cpu_id));
653
654         if (is_cpu_quad()) {
655                 /* booting on a Quad CPU */
656                 printk("VOYAGER SMP: Boot CPU is Quad\n");
657                 qic_setup();
658                 do_quad_bootstrap();
659         }
660
661         /* enable our own CPIs */
662         vic_enable_cpi();
663
664         cpu_set(boot_cpu_id, cpu_online_map);
665         cpu_set(boot_cpu_id, cpu_callout_map);
666
667         /* loop over all the extended VIC CPUs and boot them.  The
668          * Quad CPUs must be bootstrapped by their extended VIC cpu */
669         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++) {
670                 if (i == boot_cpu_id || !cpu_isset(i, phys_cpu_present_map))
671                         continue;
672                 do_boot_cpu(i);
673                 /* This udelay seems to be needed for the Quad boots
674                  * don't remove unless you know what you're doing */
675                 udelay(1000);
676         }
677         /* we could compute the total bogomips here, but why bother?,
678          * Code added from smpboot.c */
679         {
680                 unsigned long bogosum = 0;
681
682                 for_each_online_cpu(i)
683                         bogosum += cpu_data(i).loops_per_jiffy;
684                 printk(KERN_INFO "Total of %d processors activated "
685                        "(%lu.%02lu BogoMIPS).\n",
686                        cpucount + 1, bogosum / (500000 / HZ),
687                        (bogosum / (5000 / HZ)) % 100);
688         }
689         voyager_extended_cpus = hweight32(voyager_extended_vic_processors);
690         printk("VOYAGER: Extended (interrupt handling CPUs): "
691                "%d, non-extended: %d\n", voyager_extended_cpus,
692                num_booting_cpus() - voyager_extended_cpus);
693         /* that's it, switch to symmetric mode */
694         outb(0, VIC_PRIORITY_REGISTER);
695         outb(0, VIC_CLAIM_REGISTER_0);
696         outb(0, VIC_CLAIM_REGISTER_1);
697
698         VDEBUG(("VOYAGER SMP: Booted with %d CPUs\n", num_booting_cpus()));
699 }
700
701 /* Reload the secondary CPUs task structure (this function does not
702  * return ) */
703 void __init initialize_secondary(void)
704 {
705 #if 0
706         // AC kernels only
707         set_current(hard_get_current());
708 #endif
709
710         /*
711          * We don't actually need to load the full TSS,
712          * basically just the stack pointer and the eip.
713          */
714
715         asm volatile ("movl %0,%%esp\n\t"
716                       "jmp *%1"::"r" (current->thread.sp),
717                       "r"(current->thread.ip));
718 }
719
720 /* handle a Voyager SYS_INT -- If we don't, the base board will
721  * panic the system.
722  *
723  * System interrupts occur because some problem was detected on the
724  * various busses.  To find out what you have to probe all the
725  * hardware via the CAT bus.  FIXME: At the moment we do nothing. */
726 void smp_vic_sys_interrupt(struct pt_regs *regs)
727 {
728         ack_CPI(VIC_SYS_INT);
729         printk("Voyager SYSTEM INTERRUPT\n");
730 }
731
732 /* Handle a voyager CMN_INT; These interrupts occur either because of
733  * a system status change or because a single bit memory error
734  * occurred.  FIXME: At the moment, ignore all this. */
735 void smp_vic_cmn_interrupt(struct pt_regs *regs)
736 {
737         static __u8 in_cmn_int = 0;
738         static DEFINE_SPINLOCK(cmn_int_lock);
739
740         /* common ints are broadcast, so make sure we only do this once */
741         _raw_spin_lock(&cmn_int_lock);
742         if (in_cmn_int)
743                 goto unlock_end;
744
745         in_cmn_int++;
746         _raw_spin_unlock(&cmn_int_lock);
747
748         VDEBUG(("Voyager COMMON INTERRUPT\n"));
749
750         if (voyager_level == 5)
751                 voyager_cat_do_common_interrupt();
752
753         _raw_spin_lock(&cmn_int_lock);
754         in_cmn_int = 0;
755       unlock_end:
756         _raw_spin_unlock(&cmn_int_lock);
757         ack_CPI(VIC_CMN_INT);
758 }
759
760 /*
761  * Reschedule call back. Nothing to do, all the work is done
762  * automatically when we return from the interrupt.  */
763 static void smp_reschedule_interrupt(void)
764 {
765         /* do nothing */
766 }
767
768 static struct mm_struct *flush_mm;
769 static unsigned long flush_va;
770 static DEFINE_SPINLOCK(tlbstate_lock);
771
772 /*
773  * We cannot call mmdrop() because we are in interrupt context,
774  * instead update mm->cpu_vm_mask.
775  *
776  * We need to reload %cr3 since the page tables may be going
777  * away from under us..
778  */
779 static inline void voyager_leave_mm(unsigned long cpu)
780 {
781         if (per_cpu(cpu_tlbstate, cpu).state == TLBSTATE_OK)
782                 BUG();
783         cpu_clear(cpu, per_cpu(cpu_tlbstate, cpu).active_mm->cpu_vm_mask);
784         load_cr3(swapper_pg_dir);
785 }
786
787 /*
788  * Invalidate call-back
789  */
790 static void smp_invalidate_interrupt(void)
791 {
792         __u8 cpu = smp_processor_id();
793
794         if (!test_bit(cpu, &smp_invalidate_needed))
795                 return;
796         /* This will flood messages.  Don't uncomment unless you see
797          * Problems with cross cpu invalidation
798          VDEBUG(("VOYAGER SMP: CPU%d received INVALIDATE_CPI\n",
799          smp_processor_id()));
800          */
801
802         if (flush_mm == per_cpu(cpu_tlbstate, cpu).active_mm) {
803                 if (per_cpu(cpu_tlbstate, cpu).state == TLBSTATE_OK) {
804                         if (flush_va == TLB_FLUSH_ALL)
805                                 local_flush_tlb();
806                         else
807                                 __flush_tlb_one(flush_va);
808                 } else
809                         voyager_leave_mm(cpu);
810         }
811         smp_mb__before_clear_bit();
812         clear_bit(cpu, &smp_invalidate_needed);
813         smp_mb__after_clear_bit();
814 }
815
816 /* All the new flush operations for 2.4 */
817
818 /* This routine is called with a physical cpu mask */
819 static void
820 voyager_flush_tlb_others(unsigned long cpumask, struct mm_struct *mm,
821                          unsigned long va)
822 {
823         int stuck = 50000;
824
825         if (!cpumask)
826                 BUG();
827         if ((cpumask & cpus_addr(cpu_online_map)[0]) != cpumask)
828                 BUG();
829         if (cpumask & (1 << smp_processor_id()))
830                 BUG();
831         if (!mm)
832                 BUG();
833
834         spin_lock(&tlbstate_lock);
835
836         flush_mm = mm;
837         flush_va = va;
838         atomic_set_mask(cpumask, &smp_invalidate_needed);
839         /*
840          * We have to send the CPI only to
841          * CPUs affected.
842          */
843         send_CPI(cpumask, VIC_INVALIDATE_CPI);
844
845         while (smp_invalidate_needed) {
846                 mb();
847                 if (--stuck == 0) {
848                         printk("***WARNING*** Stuck doing invalidate CPI "
849                                "(CPU%d)\n", smp_processor_id());
850                         break;
851                 }
852         }
853
854         /* Uncomment only to debug invalidation problems
855            VDEBUG(("VOYAGER SMP: Completed invalidate CPI (CPU%d)\n", cpu));
856          */
857
858         flush_mm = NULL;
859         flush_va = 0;
860         spin_unlock(&tlbstate_lock);
861 }
862
863 void flush_tlb_current_task(void)
864 {
865         struct mm_struct *mm = current->mm;
866         unsigned long cpu_mask;
867
868         preempt_disable();
869
870         cpu_mask = cpus_addr(mm->cpu_vm_mask)[0] & ~(1 << smp_processor_id());
871         local_flush_tlb();
872         if (cpu_mask)
873                 voyager_flush_tlb_others(cpu_mask, mm, TLB_FLUSH_ALL);
874
875         preempt_enable();
876 }
877
878 void flush_tlb_mm(struct mm_struct *mm)
879 {
880         unsigned long cpu_mask;
881
882         preempt_disable();
883
884         cpu_mask = cpus_addr(mm->cpu_vm_mask)[0] & ~(1 << smp_processor_id());
885
886         if (current->active_mm == mm) {
887                 if (current->mm)
888                         local_flush_tlb();
889                 else
890                         voyager_leave_mm(smp_processor_id());
891         }
892         if (cpu_mask)
893                 voyager_flush_tlb_others(cpu_mask, mm, TLB_FLUSH_ALL);
894
895         preempt_enable();
896 }
897
898 void flush_tlb_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long va)
899 {
900         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
901         unsigned long cpu_mask;
902
903         preempt_disable();
904
905         cpu_mask = cpus_addr(mm->cpu_vm_mask)[0] & ~(1 << smp_processor_id());
906         if (current->active_mm == mm) {
907                 if (current->mm)
908                         __flush_tlb_one(va);
909                 else
910                         voyager_leave_mm(smp_processor_id());
911         }
912
913         if (cpu_mask)
914                 voyager_flush_tlb_others(cpu_mask, mm, va);
915
916         preempt_enable();
917 }
918
919 EXPORT_SYMBOL(flush_tlb_page);
920
921 /* enable the requested IRQs */
922 static void smp_enable_irq_interrupt(void)
923 {
924         __u8 irq;
925         __u8 cpu = get_cpu();
926
927         VDEBUG(("VOYAGER SMP: CPU%d enabling irq mask 0x%x\n", cpu,
928                 vic_irq_enable_mask[cpu]));
929
930         spin_lock(&vic_irq_lock);
931         for (irq = 0; irq < 16; irq++) {
932                 if (vic_irq_enable_mask[cpu] & (1 << irq))
933                         enable_local_vic_irq(irq);
934         }
935         vic_irq_enable_mask[cpu] = 0;
936         spin_unlock(&vic_irq_lock);
937
938         put_cpu_no_resched();
939 }
940
941 /*
942  *      CPU halt call-back
943  */
944 static void smp_stop_cpu_function(void *dummy)
945 {
946         VDEBUG(("VOYAGER SMP: CPU%d is STOPPING\n", smp_processor_id()));
947         cpu_clear(smp_processor_id(), cpu_online_map);
948         local_irq_disable();
949         for (;;)
950                 halt();
951 }
952
953 /* execute a thread on a new CPU.  The function to be called must be
954  * previously set up.  This is used to schedule a function for
955  * execution on all CPUs - set up the function then broadcast a
956  * function_interrupt CPI to come here on each CPU */
957 static void smp_call_function_interrupt(void)
958 {
959         irq_enter();
960         generic_smp_call_function_interrupt();
961         __get_cpu_var(irq_stat).irq_call_count++;
962         irq_exit();
963 }
964
965 static void smp_call_function_single_interrupt(void)
966 {
967         irq_enter();
968         generic_smp_call_function_single_interrupt();
969         __get_cpu_var(irq_stat).irq_call_count++;
970         irq_exit();
971 }
972
973 /* Sorry about the name.  In an APIC based system, the APICs
974  * themselves are programmed to send a timer interrupt.  This is used
975  * by linux to reschedule the processor.  Voyager doesn't have this,
976  * so we use the system clock to interrupt one processor, which in
977  * turn, broadcasts a timer CPI to all the others --- we receive that
978  * CPI here.  We don't use this actually for counting so losing
979  * ticks doesn't matter
980  *
981  * FIXME: For those CPUs which actually have a local APIC, we could
982  * try to use it to trigger this interrupt instead of having to
983  * broadcast the timer tick.  Unfortunately, all my pentium DYADs have
984  * no local APIC, so I can't do this
985  *
986  * This function is currently a placeholder and is unused in the code */
987 void smp_apic_timer_interrupt(struct pt_regs *regs)
988 {
989         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
990         wrapper_smp_local_timer_interrupt();
991         set_irq_regs(old_regs);
992 }
993
994 /* All of the QUAD interrupt GATES */
995 void smp_qic_timer_interrupt(struct pt_regs *regs)
996 {
997         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
998         ack_QIC_CPI(QIC_TIMER_CPI);
999         wrapper_smp_local_timer_interrupt();
1000         set_irq_regs(old_regs);
1001 }
1002
1003 void smp_qic_invalidate_interrupt(struct pt_regs *regs)
1004 {
1005         ack_QIC_CPI(QIC_INVALIDATE_CPI);
1006         smp_invalidate_interrupt();
1007 }
1008
1009 void smp_qic_reschedule_interrupt(struct pt_regs *regs)
1010 {
1011         ack_QIC_CPI(QIC_RESCHEDULE_CPI);
1012         smp_reschedule_interrupt();
1013 }
1014
1015 void smp_qic_enable_irq_interrupt(struct pt_regs *regs)
1016 {
1017         ack_QIC_CPI(QIC_ENABLE_IRQ_CPI);
1018         smp_enable_irq_interrupt();
1019 }
1020
1021 void smp_qic_call_function_interrupt(struct pt_regs *regs)
1022 {
1023         ack_QIC_CPI(QIC_CALL_FUNCTION_CPI);
1024         smp_call_function_interrupt();
1025 }
1026
1027 void smp_qic_call_function_single_interrupt(struct pt_regs *regs)
1028 {
1029         ack_QIC_CPI(QIC_CALL_FUNCTION_SINGLE_CPI);
1030         smp_call_function_single_interrupt();
1031 }
1032
1033 void smp_vic_cpi_interrupt(struct pt_regs *regs)
1034 {
1035         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
1036         __u8 cpu = smp_processor_id();
1037
1038         if (is_cpu_quad())
1039                 ack_QIC_CPI(VIC_CPI_LEVEL0);
1040         else
1041                 ack_VIC_CPI(VIC_CPI_LEVEL0);
1042
1043         if (test_and_clear_bit(VIC_TIMER_CPI, &vic_cpi_mailbox[cpu]))
1044                 wrapper_smp_local_timer_interrupt();
1045         if (test_and_clear_bit(VIC_INVALIDATE_CPI, &vic_cpi_mailbox[cpu]))
1046                 smp_invalidate_interrupt();
1047         if (test_and_clear_bit(VIC_RESCHEDULE_CPI, &vic_cpi_mailbox[cpu]))
1048                 smp_reschedule_interrupt();
1049         if (test_and_clear_bit(VIC_ENABLE_IRQ_CPI, &vic_cpi_mailbox[cpu]))
1050                 smp_enable_irq_interrupt();
1051         if (test_and_clear_bit(VIC_CALL_FUNCTION_CPI, &vic_cpi_mailbox[cpu]))
1052                 smp_call_function_interrupt();
1053         if (test_and_clear_bit(VIC_CALL_FUNCTION_SINGLE_CPI, &vic_cpi_mailbox[cpu]))
1054                 smp_call_function_single_interrupt();
1055         set_irq_regs(old_regs);
1056 }
1057
1058 static void do_flush_tlb_all(void *info)
1059 {
1060         unsigned long cpu = smp_processor_id();
1061
1062         __flush_tlb_all();
1063         if (per_cpu(cpu_tlbstate, cpu).state == TLBSTATE_LAZY)
1064                 voyager_leave_mm(cpu);
1065 }
1066
1067 /* flush the TLB of every active CPU in the system */
1068 void flush_tlb_all(void)
1069 {
1070         on_each_cpu(do_flush_tlb_all, 0, 1);
1071 }
1072
1073 /* send a reschedule CPI to one CPU by physical CPU number*/
1074 static void voyager_smp_send_reschedule(int cpu)
1075 {
1076         send_one_CPI(cpu, VIC_RESCHEDULE_CPI);
1077 }
1078
1079 int hard_smp_processor_id(void)
1080 {
1081         __u8 i;
1082         __u8 cpumask = inb(VIC_PROC_WHO_AM_I);
1083         if ((cpumask & QUAD_IDENTIFIER) == QUAD_IDENTIFIER)
1084                 return cpumask & 0x1F;
1085
1086         for (i = 0; i < 8; i++) {
1087                 if (cpumask & (1 << i))
1088                         return i;
1089         }
1090         printk("** WARNING ** Illegal cpuid returned by VIC: %d", cpumask);
1091         return 0;
1092 }
1093
1094 int safe_smp_processor_id(void)
1095 {
1096         return hard_smp_processor_id();
1097 }
1098
1099 /* broadcast a halt to all other CPUs */
1100 static void voyager_smp_send_stop(void)
1101 {
1102         smp_call_function(smp_stop_cpu_function, NULL, 1);
1103 }
1104
1105 /* this function is triggered in time.c when a clock tick fires
1106  * we need to re-broadcast the tick to all CPUs */
1107 void smp_vic_timer_interrupt(void)
1108 {
1109         send_CPI_allbutself(VIC_TIMER_CPI);
1110         smp_local_timer_interrupt();
1111 }
1112
1113 /* local (per CPU) timer interrupt.  It does both profiling and
1114  * process statistics/rescheduling.
1115  *
1116  * We do profiling in every local tick, statistics/rescheduling
1117  * happen only every 'profiling multiplier' ticks. The default
1118  * multiplier is 1 and it can be changed by writing the new multiplier
1119  * value into /proc/profile.
1120  */
1121 void smp_local_timer_interrupt(void)
1122 {
1123         int cpu = smp_processor_id();
1124         long weight;
1125
1126         profile_tick(CPU_PROFILING);
1127         if (--per_cpu(prof_counter, cpu) <= 0) {
1128                 /*
1129                  * The multiplier may have changed since the last time we got
1130                  * to this point as a result of the user writing to
1131                  * /proc/profile. In this case we need to adjust the APIC
1132                  * timer accordingly.
1133                  *
1134                  * Interrupts are already masked off at this point.
1135                  */
1136                 per_cpu(prof_counter, cpu) = per_cpu(prof_multiplier, cpu);
1137                 if (per_cpu(prof_counter, cpu) !=
1138                     per_cpu(prof_old_multiplier, cpu)) {
1139                         /* FIXME: need to update the vic timer tick here */
1140                         per_cpu(prof_old_multiplier, cpu) =
1141                             per_cpu(prof_counter, cpu);
1142                 }
1143
1144                 update_process_times(user_mode_vm(get_irq_regs()));
1145         }
1146
1147         if (((1 << cpu) & voyager_extended_vic_processors) == 0)
1148                 /* only extended VIC processors participate in
1149                  * interrupt distribution */
1150                 return;
1151
1152         /*
1153          * We take the 'long' return path, and there every subsystem
1154          * grabs the appropriate locks (kernel lock/ irq lock).
1155          *
1156          * we might want to decouple profiling from the 'long path',
1157          * and do the profiling totally in assembly.
1158          *
1159          * Currently this isn't too much of an issue (performance wise),
1160          * we can take more than 100K local irqs per second on a 100 MHz P5.
1161          */
1162
1163         if ((++vic_tick[cpu] & 0x7) != 0)
1164                 return;
1165         /* get here every 16 ticks (about every 1/6 of a second) */
1166
1167         /* Change our priority to give someone else a chance at getting
1168          * the IRQ. The algorithm goes like this:
1169          *
1170          * In the VIC, the dynamically routed interrupt is always
1171          * handled by the lowest priority eligible (i.e. receiving
1172          * interrupts) CPU.  If >1 eligible CPUs are equal lowest, the
1173          * lowest processor number gets it.
1174          *
1175          * The priority of a CPU is controlled by a special per-CPU
1176          * VIC priority register which is 3 bits wide 0 being lowest
1177          * and 7 highest priority..
1178          *
1179          * Therefore we subtract the average number of interrupts from
1180          * the number we've fielded.  If this number is negative, we
1181          * lower the activity count and if it is positive, we raise
1182          * it.
1183          *
1184          * I'm afraid this still leads to odd looking interrupt counts:
1185          * the totals are all roughly equal, but the individual ones
1186          * look rather skewed.
1187          *
1188          * FIXME: This algorithm is total crap when mixed with SMP
1189          * affinity code since we now try to even up the interrupt
1190          * counts when an affinity binding is keeping them on a
1191          * particular CPU*/
1192         weight = (vic_intr_count[cpu] * voyager_extended_cpus
1193                   - vic_intr_total) >> 4;
1194         weight += 4;
1195         if (weight > 7)
1196                 weight = 7;
1197         if (weight < 0)
1198                 weight = 0;
1199
1200         outb((__u8) weight, VIC_PRIORITY_REGISTER);
1201
1202 #ifdef VOYAGER_DEBUG
1203         if ((vic_tick[cpu] & 0xFFF) == 0) {
1204                 /* print this message roughly every 25 secs */
1205                 printk("VOYAGER SMP: vic_tick[%d] = %lu, weight = %ld\n",
1206                        cpu, vic_tick[cpu], weight);
1207         }
1208 #endif
1209 }
1210
1211 /* setup the profiling timer */
1212 int setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
1213 {
1214         int i;
1215
1216         if ((!multiplier))
1217                 return -EINVAL;
1218
1219         /*
1220          * Set the new multiplier for each CPU. CPUs don't start using the
1221          * new values until the next timer interrupt in which they do process
1222          * accounting.
1223          */
1224         for (i = 0; i < NR_CPUS; ++i)
1225                 per_cpu(prof_multiplier, i) = multiplier;
1226
1227         return 0;
1228 }
1229
1230 /* This is a bit of a mess, but forced on us by the genirq changes
1231  * there's no genirq handler that really does what voyager wants
1232  * so hack it up with the simple IRQ handler */
1233 static void handle_vic_irq(unsigned int irq, struct irq_desc *desc)
1234 {
1235         before_handle_vic_irq(irq);
1236         handle_simple_irq(irq, desc);
1237         after_handle_vic_irq(irq);
1238 }
1239
1240 /*  The CPIs are handled in the per cpu 8259s, so they must be
1241  *  enabled to be received: FIX: enabling the CPIs in the early
1242  *  boot sequence interferes with bug checking; enable them later
1243  *  on in smp_init */
1244 #define VIC_SET_GATE(cpi, vector) \
1245         set_intr_gate((cpi) + VIC_DEFAULT_CPI_BASE, (vector))
1246 #define QIC_SET_GATE(cpi, vector) \
1247         set_intr_gate((cpi) + QIC_DEFAULT_CPI_BASE, (vector))
1248
1249 void __init smp_intr_init(void)
1250 {
1251         int i;
1252
1253         /* initialize the per cpu irq mask to all disabled */
1254         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++)
1255                 vic_irq_mask[i] = 0xFFFF;
1256
1257         VIC_SET_GATE(VIC_CPI_LEVEL0, vic_cpi_interrupt);
1258
1259         VIC_SET_GATE(VIC_SYS_INT, vic_sys_interrupt);
1260         VIC_SET_GATE(VIC_CMN_INT, vic_cmn_interrupt);
1261
1262         QIC_SET_GATE(QIC_TIMER_CPI, qic_timer_interrupt);
1263         QIC_SET_GATE(QIC_INVALIDATE_CPI, qic_invalidate_interrupt);
1264         QIC_SET_GATE(QIC_RESCHEDULE_CPI, qic_reschedule_interrupt);
1265         QIC_SET_GATE(QIC_ENABLE_IRQ_CPI, qic_enable_irq_interrupt);
1266         QIC_SET_GATE(QIC_CALL_FUNCTION_CPI, qic_call_function_interrupt);
1267
1268         /* now put the VIC descriptor into the first 48 IRQs
1269          *
1270          * This is for later: first 16 correspond to PC IRQs; next 16
1271          * are Primary MC IRQs and final 16 are Secondary MC IRQs */
1272         for (i = 0; i < 48; i++)
1273                 set_irq_chip_and_handler(i, &vic_chip, handle_vic_irq);
1274 }
1275
1276 /* send a CPI at level cpi to a set of cpus in cpuset (set 1 bit per
1277  * processor to receive CPI */
1278 static void send_CPI(__u32 cpuset, __u8 cpi)
1279 {
1280         int cpu;
1281         __u32 quad_cpuset = (cpuset & voyager_quad_processors);
1282
1283         if (cpi < VIC_START_FAKE_CPI) {
1284                 /* fake CPI are only used for booting, so send to the
1285                  * extended quads as well---Quads must be VIC booted */
1286                 outb((__u8) (cpuset), VIC_CPI_Registers[cpi]);
1287                 return;
1288         }
1289         if (quad_cpuset)
1290                 send_QIC_CPI(quad_cpuset, cpi);
1291         cpuset &= ~quad_cpuset;
1292         cpuset &= 0xff;         /* only first 8 CPUs vaild for VIC CPI */
1293         if (cpuset == 0)
1294                 return;
1295         for_each_online_cpu(cpu) {
1296                 if (cpuset & (1 << cpu))
1297                         set_bit(cpi, &vic_cpi_mailbox[cpu]);
1298         }
1299         if (cpuset)
1300                 outb((__u8) cpuset, VIC_CPI_Registers[VIC_CPI_LEVEL0]);
1301 }
1302
1303 /* Acknowledge receipt of CPI in the QIC, clear in QIC hardware and
1304  * set the cache line to shared by reading it.
1305  *
1306  * DON'T make this inline otherwise the cache line read will be
1307  * optimised away
1308  * */
1309 static int ack_QIC_CPI(__u8 cpi)
1310 {
1311         __u8 cpu = hard_smp_processor_id();
1312
1313         cpi &= 7;
1314
1315         outb(1 << cpi, QIC_INTERRUPT_CLEAR1);
1316         return voyager_quad_cpi_addr[cpu]->qic_cpi[cpi].cpi;
1317 }
1318
1319 static void ack_special_QIC_CPI(__u8 cpi)
1320 {
1321         switch (cpi) {
1322         case VIC_CMN_INT:
1323                 outb(QIC_CMN_INT, QIC_INTERRUPT_CLEAR0);
1324                 break;
1325         case VIC_SYS_INT:
1326                 outb(QIC_SYS_INT, QIC_INTERRUPT_CLEAR0);
1327                 break;
1328         }
1329         /* also clear at the VIC, just in case (nop for non-extended proc) */
1330         ack_VIC_CPI(cpi);
1331 }
1332
1333 /* Acknowledge receipt of CPI in the VIC (essentially an EOI) */
1334 static void ack_VIC_CPI(__u8 cpi)
1335 {
1336 #ifdef VOYAGER_DEBUG
1337         unsigned long flags;
1338         __u16 isr;
1339         __u8 cpu = smp_processor_id();
1340
1341         local_irq_save(flags);
1342         isr = vic_read_isr();
1343         if ((isr & (1 << (cpi & 7))) == 0) {
1344                 printk("VOYAGER SMP: CPU%d lost CPI%d\n", cpu, cpi);
1345         }
1346 #endif
1347         /* send specific EOI; the two system interrupts have
1348          * bit 4 set for a separate vector but behave as the
1349          * corresponding 3 bit intr */
1350         outb_p(0x60 | (cpi & 7), 0x20);
1351
1352 #ifdef VOYAGER_DEBUG
1353         if ((vic_read_isr() & (1 << (cpi & 7))) != 0) {
1354                 printk("VOYAGER SMP: CPU%d still asserting CPI%d\n", cpu, cpi);
1355         }
1356         local_irq_restore(flags);
1357 #endif
1358 }
1359
1360 /* cribbed with thanks from irq.c */
1361 #define __byte(x,y)     (((unsigned char *)&(y))[x])
1362 #define cached_21(cpu)  (__byte(0,vic_irq_mask[cpu]))
1363 #define cached_A1(cpu)  (__byte(1,vic_irq_mask[cpu]))
1364
1365 static unsigned int startup_vic_irq(unsigned int irq)
1366 {
1367         unmask_vic_irq(irq);
1368
1369         return 0;
1370 }
1371
1372 /* The enable and disable routines.  This is where we run into
1373  * conflicting architectural philosophy.  Fundamentally, the voyager
1374  * architecture does not expect to have to disable interrupts globally
1375  * (the IRQ controllers belong to each CPU).  The processor masquerade
1376  * which is used to start the system shouldn't be used in a running OS
1377  * since it will cause great confusion if two separate CPUs drive to
1378  * the same IRQ controller (I know, I've tried it).
1379  *
1380  * The solution is a variant on the NCR lazy SPL design:
1381  *
1382  * 1) To disable an interrupt, do nothing (other than set the
1383  *    IRQ_DISABLED flag).  This dares the interrupt actually to arrive.
1384  *
1385  * 2) If the interrupt dares to come in, raise the local mask against
1386  *    it (this will result in all the CPU masks being raised
1387  *    eventually).
1388  *
1389  * 3) To enable the interrupt, lower the mask on the local CPU and
1390  *    broadcast an Interrupt enable CPI which causes all other CPUs to
1391  *    adjust their masks accordingly.  */
1392
1393 static void unmask_vic_irq(unsigned int irq)
1394 {
1395         /* linux doesn't to processor-irq affinity, so enable on
1396          * all CPUs we know about */
1397         int cpu = smp_processor_id(), real_cpu;
1398         __u16 mask = (1 << irq);
1399         __u32 processorList = 0;
1400         unsigned long flags;
1401
1402         VDEBUG(("VOYAGER: unmask_vic_irq(%d) CPU%d affinity 0x%lx\n",
1403                 irq, cpu, cpu_irq_affinity[cpu]));
1404         spin_lock_irqsave(&vic_irq_lock, flags);
1405         for_each_online_cpu(real_cpu) {
1406                 if (!(voyager_extended_vic_processors & (1 << real_cpu)))
1407                         continue;
1408                 if (!(cpu_irq_affinity[real_cpu] & mask)) {
1409                         /* irq has no affinity for this CPU, ignore */
1410                         continue;
1411                 }
1412                 if (real_cpu == cpu) {
1413                         enable_local_vic_irq(irq);
1414                 } else if (vic_irq_mask[real_cpu] & mask) {
1415                         vic_irq_enable_mask[real_cpu] |= mask;
1416                         processorList |= (1 << real_cpu);
1417                 }
1418         }
1419         spin_unlock_irqrestore(&vic_irq_lock, flags);
1420         if (processorList)
1421                 send_CPI(processorList, VIC_ENABLE_IRQ_CPI);
1422 }
1423
1424 static void mask_vic_irq(unsigned int irq)
1425 {
1426         /* lazy disable, do nothing */
1427 }
1428
1429 static void enable_local_vic_irq(unsigned int irq)
1430 {
1431         __u8 cpu = smp_processor_id();
1432         __u16 mask = ~(1 << irq);
1433         __u16 old_mask = vic_irq_mask[cpu];
1434
1435         vic_irq_mask[cpu] &= mask;
1436         if (vic_irq_mask[cpu] == old_mask)
1437                 return;
1438
1439         VDEBUG(("VOYAGER DEBUG: Enabling irq %d in hardware on CPU %d\n",
1440                 irq, cpu));
1441
1442         if (irq & 8) {
1443                 outb_p(cached_A1(cpu), 0xA1);
1444                 (void)inb_p(0xA1);
1445         } else {
1446                 outb_p(cached_21(cpu), 0x21);
1447                 (void)inb_p(0x21);
1448         }
1449 }
1450
1451 static void disable_local_vic_irq(unsigned int irq)
1452 {
1453         __u8 cpu = smp_processor_id();
1454         __u16 mask = (1 << irq);
1455         __u16 old_mask = vic_irq_mask[cpu];
1456
1457         if (irq == 7)
1458                 return;
1459
1460         vic_irq_mask[cpu] |= mask;
1461         if (old_mask == vic_irq_mask[cpu])
1462                 return;
1463
1464         VDEBUG(("VOYAGER DEBUG: Disabling irq %d in hardware on CPU %d\n",
1465                 irq, cpu));
1466
1467         if (irq & 8) {
1468                 outb_p(cached_A1(cpu), 0xA1);
1469                 (void)inb_p(0xA1);
1470         } else {
1471                 outb_p(cached_21(cpu), 0x21);
1472                 (void)inb_p(0x21);
1473         }
1474 }
1475
1476 /* The VIC is level triggered, so the ack can only be issued after the
1477  * interrupt completes.  However, we do Voyager lazy interrupt
1478  * handling here: It is an extremely expensive operation to mask an
1479  * interrupt in the vic, so we merely set a flag (IRQ_DISABLED).  If
1480  * this interrupt actually comes in, then we mask and ack here to push
1481  * the interrupt off to another CPU */
1482 static void before_handle_vic_irq(unsigned int irq)
1483 {
1484         irq_desc_t *desc = irq_desc + irq;
1485         __u8 cpu = smp_processor_id();
1486
1487         _raw_spin_lock(&vic_irq_lock);
1488         vic_intr_total++;
1489         vic_intr_count[cpu]++;
1490
1491         if (!(cpu_irq_affinity[cpu] & (1 << irq))) {
1492                 /* The irq is not in our affinity mask, push it off
1493                  * onto another CPU */
1494                 VDEBUG(("VOYAGER DEBUG: affinity triggered disable of irq %d "
1495                         "on cpu %d\n", irq, cpu));
1496                 disable_local_vic_irq(irq);
1497                 /* set IRQ_INPROGRESS to prevent the handler in irq.c from
1498                  * actually calling the interrupt routine */
1499                 desc->status |= IRQ_REPLAY | IRQ_INPROGRESS;
1500         } else if (desc->status & IRQ_DISABLED) {
1501                 /* Damn, the interrupt actually arrived, do the lazy
1502                  * disable thing. The interrupt routine in irq.c will
1503                  * not handle a IRQ_DISABLED interrupt, so nothing more
1504                  * need be done here */
1505                 VDEBUG(("VOYAGER DEBUG: lazy disable of irq %d on CPU %d\n",
1506                         irq, cpu));
1507                 disable_local_vic_irq(irq);
1508                 desc->status |= IRQ_REPLAY;
1509         } else {
1510                 desc->status &= ~IRQ_REPLAY;
1511         }
1512
1513         _raw_spin_unlock(&vic_irq_lock);
1514 }
1515
1516 /* Finish the VIC interrupt: basically mask */
1517 static void after_handle_vic_irq(unsigned int irq)
1518 {
1519         irq_desc_t *desc = irq_desc + irq;
1520
1521         _raw_spin_lock(&vic_irq_lock);
1522         {
1523                 unsigned int status = desc->status & ~IRQ_INPROGRESS;
1524 #ifdef VOYAGER_DEBUG
1525                 __u16 isr;
1526 #endif
1527
1528                 desc->status = status;
1529                 if ((status & IRQ_DISABLED))
1530                         disable_local_vic_irq(irq);
1531 #ifdef VOYAGER_DEBUG
1532                 /* DEBUG: before we ack, check what's in progress */
1533                 isr = vic_read_isr();
1534                 if ((isr & (1 << irq) && !(status & IRQ_REPLAY)) == 0) {
1535                         int i;
1536                         __u8 cpu = smp_processor_id();
1537                         __u8 real_cpu;
1538                         int mask;       /* Um... initialize me??? --RR */
1539
1540                         printk("VOYAGER SMP: CPU%d lost interrupt %d\n",
1541                                cpu, irq);
1542                         for_each_possible_cpu(real_cpu, mask) {
1543
1544                                 outb(VIC_CPU_MASQUERADE_ENABLE | real_cpu,
1545                                      VIC_PROCESSOR_ID);
1546                                 isr = vic_read_isr();
1547                                 if (isr & (1 << irq)) {
1548                                         printk
1549                                             ("VOYAGER SMP: CPU%d ack irq %d\n",
1550                                              real_cpu, irq);
1551                                         ack_vic_irq(irq);
1552                                 }
1553                                 outb(cpu, VIC_PROCESSOR_ID);
1554                         }
1555                 }
1556 #endif /* VOYAGER_DEBUG */
1557                 /* as soon as we ack, the interrupt is eligible for
1558                  * receipt by another CPU so everything must be in
1559                  * order here  */
1560                 ack_vic_irq(irq);
1561                 if (status & IRQ_REPLAY) {
1562                         /* replay is set if we disable the interrupt
1563                          * in the before_handle_vic_irq() routine, so
1564                          * clear the in progress bit here to allow the
1565                          * next CPU to handle this correctly */
1566                         desc->status &= ~(IRQ_REPLAY | IRQ_INPROGRESS);
1567                 }
1568 #ifdef VOYAGER_DEBUG
1569                 isr = vic_read_isr();
1570                 if ((isr & (1 << irq)) != 0)
1571                         printk("VOYAGER SMP: after_handle_vic_irq() after "
1572                                "ack irq=%d, isr=0x%x\n", irq, isr);
1573 #endif /* VOYAGER_DEBUG */
1574         }
1575         _raw_spin_unlock(&vic_irq_lock);
1576
1577         /* All code after this point is out of the main path - the IRQ
1578          * may be intercepted by another CPU if reasserted */
1579 }
1580
1581 /* Linux processor - interrupt affinity manipulations.
1582  *
1583  * For each processor, we maintain a 32 bit irq affinity mask.
1584  * Initially it is set to all 1's so every processor accepts every
1585  * interrupt.  In this call, we change the processor's affinity mask:
1586  *
1587  * Change from enable to disable:
1588  *
1589  * If the interrupt ever comes in to the processor, we will disable it
1590  * and ack it to push it off to another CPU, so just accept the mask here.
1591  *
1592  * Change from disable to enable:
1593  *
1594  * change the mask and then do an interrupt enable CPI to re-enable on
1595  * the selected processors */
1596
1597 void set_vic_irq_affinity(unsigned int irq, cpumask_t mask)
1598 {
1599         /* Only extended processors handle interrupts */
1600         unsigned long real_mask;
1601         unsigned long irq_mask = 1 << irq;
1602         int cpu;
1603
1604         real_mask = cpus_addr(mask)[0] & voyager_extended_vic_processors;
1605
1606         if (cpus_addr(mask)[0] == 0)
1607                 /* can't have no CPUs to accept the interrupt -- extremely
1608                  * bad things will happen */
1609                 return;
1610
1611         if (irq == 0)
1612                 /* can't change the affinity of the timer IRQ.  This
1613                  * is due to the constraint in the voyager
1614                  * architecture that the CPI also comes in on and IRQ
1615                  * line and we have chosen IRQ0 for this.  If you
1616                  * raise the mask on this interrupt, the processor
1617                  * will no-longer be able to accept VIC CPIs */
1618                 return;
1619
1620         if (irq >= 32)
1621                 /* You can only have 32 interrupts in a voyager system
1622                  * (and 32 only if you have a secondary microchannel
1623                  * bus) */
1624                 return;
1625
1626         for_each_online_cpu(cpu) {
1627                 unsigned long cpu_mask = 1 << cpu;
1628
1629                 if (cpu_mask & real_mask) {
1630                         /* enable the interrupt for this cpu */
1631                         cpu_irq_affinity[cpu] |= irq_mask;
1632                 } else {
1633                         /* disable the interrupt for this cpu */
1634                         cpu_irq_affinity[cpu] &= ~irq_mask;
1635                 }
1636         }
1637         /* this is magic, we now have the correct affinity maps, so
1638          * enable the interrupt.  This will send an enable CPI to
1639          * those CPUs who need to enable it in their local masks,
1640          * causing them to correct for the new affinity . If the
1641          * interrupt is currently globally disabled, it will simply be
1642          * disabled again as it comes in (voyager lazy disable).  If
1643          * the affinity map is tightened to disable the interrupt on a
1644          * cpu, it will be pushed off when it comes in */
1645         unmask_vic_irq(irq);
1646 }
1647
1648 static void ack_vic_irq(unsigned int irq)
1649 {
1650         if (irq & 8) {
1651                 outb(0x62, 0x20);       /* Specific EOI to cascade */
1652                 outb(0x60 | (irq & 7), 0xA0);
1653         } else {
1654                 outb(0x60 | (irq & 7), 0x20);
1655         }
1656 }
1657
1658 /* enable the CPIs.  In the VIC, the CPIs are delivered by the 8259
1659  * but are not vectored by it.  This means that the 8259 mask must be
1660  * lowered to receive them */
1661 static __init void vic_enable_cpi(void)
1662 {
1663         __u8 cpu = smp_processor_id();
1664
1665         /* just take a copy of the current mask (nop for boot cpu) */
1666         vic_irq_mask[cpu] = vic_irq_mask[boot_cpu_id];
1667
1668         enable_local_vic_irq(VIC_CPI_LEVEL0);
1669         enable_local_vic_irq(VIC_CPI_LEVEL1);
1670         /* for sys int and cmn int */
1671         enable_local_vic_irq(7);
1672
1673         if (is_cpu_quad()) {
1674                 outb(QIC_DEFAULT_MASK0, QIC_MASK_REGISTER0);
1675                 outb(QIC_CPI_ENABLE, QIC_MASK_REGISTER1);
1676                 VDEBUG(("VOYAGER SMP: QIC ENABLE CPI: CPU%d: MASK 0x%x\n",
1677                         cpu, QIC_CPI_ENABLE));
1678         }
1679
1680         VDEBUG(("VOYAGER SMP: ENABLE CPI: CPU%d: MASK 0x%x\n",
1681                 cpu, vic_irq_mask[cpu]));
1682 }
1683
1684 void voyager_smp_dump()
1685 {
1686         int old_cpu = smp_processor_id(), cpu;
1687
1688         /* dump the interrupt masks of each processor */
1689         for_each_online_cpu(cpu) {
1690                 __u16 imr, isr, irr;
1691                 unsigned long flags;
1692
1693                 local_irq_save(flags);
1694                 outb(VIC_CPU_MASQUERADE_ENABLE | cpu, VIC_PROCESSOR_ID);
1695                 imr = (inb(0xa1) << 8) | inb(0x21);
1696                 outb(0x0a, 0xa0);
1697                 irr = inb(0xa0) << 8;
1698                 outb(0x0a, 0x20);
1699                 irr |= inb(0x20);
1700                 outb(0x0b, 0xa0);
1701                 isr = inb(0xa0) << 8;
1702                 outb(0x0b, 0x20);
1703                 isr |= inb(0x20);
1704                 outb(old_cpu, VIC_PROCESSOR_ID);
1705                 local_irq_restore(flags);
1706                 printk("\tCPU%d: mask=0x%x, IMR=0x%x, IRR=0x%x, ISR=0x%x\n",
1707                        cpu, vic_irq_mask[cpu], imr, irr, isr);
1708 #if 0
1709                 /* These lines are put in to try to unstick an un ack'd irq */
1710                 if (isr != 0) {
1711                         int irq;
1712                         for (irq = 0; irq < 16; irq++) {
1713                                 if (isr & (1 << irq)) {
1714                                         printk("\tCPU%d: ack irq %d\n",
1715                                                cpu, irq);
1716                                         local_irq_save(flags);
1717                                         outb(VIC_CPU_MASQUERADE_ENABLE | cpu,
1718                                              VIC_PROCESSOR_ID);
1719                                         ack_vic_irq(irq);
1720                                         outb(old_cpu, VIC_PROCESSOR_ID);
1721                                         local_irq_restore(flags);
1722                                 }
1723                         }
1724                 }
1725 #endif
1726         }
1727 }
1728
1729 void smp_voyager_power_off(void *dummy)
1730 {
1731         if (smp_processor_id() == boot_cpu_id)
1732                 voyager_power_off();
1733         else
1734                 smp_stop_cpu_function(NULL);
1735 }
1736
1737 static void __init voyager_smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
1738 {
1739         /* FIXME: ignore max_cpus for now */
1740         smp_boot_cpus();
1741 }
1742
1743 static void __cpuinit voyager_smp_prepare_boot_cpu(void)
1744 {
1745         init_gdt(smp_processor_id());
1746         switch_to_new_gdt();
1747
1748         cpu_set(smp_processor_id(), cpu_online_map);
1749         cpu_set(smp_processor_id(), cpu_callout_map);
1750         cpu_set(smp_processor_id(), cpu_possible_map);
1751         cpu_set(smp_processor_id(), cpu_present_map);
1752 }
1753
1754 static int __cpuinit voyager_cpu_up(unsigned int cpu)
1755 {
1756         /* This only works at boot for x86.  See "rewrite" above. */
1757         if (cpu_isset(cpu, smp_commenced_mask))
1758                 return -ENOSYS;
1759
1760         /* In case one didn't come up */
1761         if (!cpu_isset(cpu, cpu_callin_map))
1762                 return -EIO;
1763         /* Unleash the CPU! */
1764         cpu_set(cpu, smp_commenced_mask);
1765         while (!cpu_online(cpu))
1766                 mb();
1767         return 0;
1768 }
1769
1770 static void __init voyager_smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
1771 {
1772         zap_low_mappings();
1773 }
1774
1775 void __init smp_setup_processor_id(void)
1776 {
1777         current_thread_info()->cpu = hard_smp_processor_id();
1778         x86_write_percpu(cpu_number, hard_smp_processor_id());
1779 }
1780
1781 struct smp_ops smp_ops = {
1782         .smp_prepare_boot_cpu = voyager_smp_prepare_boot_cpu,
1783         .smp_prepare_cpus = voyager_smp_prepare_cpus,
1784         .cpu_up = voyager_cpu_up,
1785         .smp_cpus_done = voyager_smp_cpus_done,
1786
1787         .smp_send_stop = voyager_smp_send_stop,
1788         .smp_send_reschedule = voyager_smp_send_reschedule,
1789
1790         .send_call_func_ipi = native_send_call_func_ipi,
1791         .send_call_func_single_ipi = native_send_call_func_single_ipi,
1792 };