[PATCH] i386: Use per-cpu variables for GDT, PDA
[linux-2.6] / arch / i386 / kernel / smpboot.c
1 /*
2  *      x86 SMP booting functions
3  *
4  *      (c) 1995 Alan Cox, Building #3 <alan@redhat.com>
5  *      (c) 1998, 1999, 2000 Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
6  *
7  *      Much of the core SMP work is based on previous work by Thomas Radke, to
8  *      whom a great many thanks are extended.
9  *
10  *      Thanks to Intel for making available several different Pentium,
11  *      Pentium Pro and Pentium-II/Xeon MP machines.
12  *      Original development of Linux SMP code supported by Caldera.
13  *
14  *      This code is released under the GNU General Public License version 2 or
15  *      later.
16  *
17  *      Fixes
18  *              Felix Koop      :       NR_CPUS used properly
19  *              Jose Renau      :       Handle single CPU case.
20  *              Alan Cox        :       By repeated request 8) - Total BogoMIPS report.
21  *              Greg Wright     :       Fix for kernel stacks panic.
22  *              Erich Boleyn    :       MP v1.4 and additional changes.
23  *      Matthias Sattler        :       Changes for 2.1 kernel map.
24  *      Michel Lespinasse       :       Changes for 2.1 kernel map.
25  *      Michael Chastain        :       Change trampoline.S to gnu as.
26  *              Alan Cox        :       Dumb bug: 'B' step PPro's are fine
27  *              Ingo Molnar     :       Added APIC timers, based on code
28  *                                      from Jose Renau
29  *              Ingo Molnar     :       various cleanups and rewrites
30  *              Tigran Aivazian :       fixed "0.00 in /proc/uptime on SMP" bug.
31  *      Maciej W. Rozycki       :       Bits for genuine 82489DX APICs
32  *              Martin J. Bligh :       Added support for multi-quad systems
33  *              Dave Jones      :       Report invalid combinations of Athlon CPUs.
34 *               Rusty Russell   :       Hacked into shape for new "hotplug" boot process. */
35
36 #include <linux/module.h>
37 #include <linux/init.h>
38 #include <linux/kernel.h>
39
40 #include <linux/mm.h>
41 #include <linux/sched.h>
42 #include <linux/kernel_stat.h>
43 #include <linux/smp_lock.h>
44 #include <linux/bootmem.h>
45 #include <linux/notifier.h>
46 #include <linux/cpu.h>
47 #include <linux/percpu.h>
48 #include <linux/nmi.h>
49
50 #include <linux/delay.h>
51 #include <linux/mc146818rtc.h>
52 #include <asm/tlbflush.h>
53 #include <asm/desc.h>
54 #include <asm/arch_hooks.h>
55 #include <asm/nmi.h>
56 #include <asm/pda.h>
57
58 #include <mach_apic.h>
59 #include <mach_wakecpu.h>
60 #include <smpboot_hooks.h>
61 #include <asm/vmi.h>
62
63 /* Set if we find a B stepping CPU */
64 static int __devinitdata smp_b_stepping;
65
66 /* Number of siblings per CPU package */
67 int smp_num_siblings = 1;
68 EXPORT_SYMBOL(smp_num_siblings);
69
70 /* Last level cache ID of each logical CPU */
71 int cpu_llc_id[NR_CPUS] __cpuinitdata = {[0 ... NR_CPUS-1] = BAD_APICID};
72
73 /* representing HT siblings of each logical CPU */
74 cpumask_t cpu_sibling_map[NR_CPUS] __read_mostly;
75 EXPORT_SYMBOL(cpu_sibling_map);
76
77 /* representing HT and core siblings of each logical CPU */
78 cpumask_t cpu_core_map[NR_CPUS] __read_mostly;
79 EXPORT_SYMBOL(cpu_core_map);
80
81 /* bitmap of online cpus */
82 cpumask_t cpu_online_map __read_mostly;
83 EXPORT_SYMBOL(cpu_online_map);
84
85 cpumask_t cpu_callin_map;
86 cpumask_t cpu_callout_map;
87 EXPORT_SYMBOL(cpu_callout_map);
88 cpumask_t cpu_possible_map;
89 EXPORT_SYMBOL(cpu_possible_map);
90 static cpumask_t smp_commenced_mask;
91
92 /* Per CPU bogomips and other parameters */
93 struct cpuinfo_x86 cpu_data[NR_CPUS] __cacheline_aligned;
94 EXPORT_SYMBOL(cpu_data);
95
96 u8 x86_cpu_to_apicid[NR_CPUS] __read_mostly =
97                         { [0 ... NR_CPUS-1] = 0xff };
98 EXPORT_SYMBOL(x86_cpu_to_apicid);
99
100 u8 apicid_2_node[MAX_APICID];
101
102 /*
103  * Trampoline 80x86 program as an array.
104  */
105
106 extern unsigned char trampoline_data [];
107 extern unsigned char trampoline_end  [];
108 static unsigned char *trampoline_base;
109 static int trampoline_exec;
110
111 static void map_cpu_to_logical_apicid(void);
112
113 /* State of each CPU. */
114 DEFINE_PER_CPU(int, cpu_state) = { 0 };
115
116 /*
117  * Currently trivial. Write the real->protected mode
118  * bootstrap into the page concerned. The caller
119  * has made sure it's suitably aligned.
120  */
121
122 static unsigned long __devinit setup_trampoline(void)
123 {
124         memcpy(trampoline_base, trampoline_data, trampoline_end - trampoline_data);
125         return virt_to_phys(trampoline_base);
126 }
127
128 /*
129  * We are called very early to get the low memory for the
130  * SMP bootup trampoline page.
131  */
132 void __init smp_alloc_memory(void)
133 {
134         trampoline_base = (void *) alloc_bootmem_low_pages(PAGE_SIZE);
135         /*
136          * Has to be in very low memory so we can execute
137          * real-mode AP code.
138          */
139         if (__pa(trampoline_base) >= 0x9F000)
140                 BUG();
141         /*
142          * Make the SMP trampoline executable:
143          */
144         trampoline_exec = set_kernel_exec((unsigned long)trampoline_base, 1);
145 }
146
147 /*
148  * The bootstrap kernel entry code has set these up. Save them for
149  * a given CPU
150  */
151
152 static void __cpuinit smp_store_cpu_info(int id)
153 {
154         struct cpuinfo_x86 *c = cpu_data + id;
155
156         *c = boot_cpu_data;
157         if (id!=0)
158                 identify_cpu(c);
159         /*
160          * Mask B, Pentium, but not Pentium MMX
161          */
162         if (c->x86_vendor == X86_VENDOR_INTEL &&
163             c->x86 == 5 &&
164             c->x86_mask >= 1 && c->x86_mask <= 4 &&
165             c->x86_model <= 3)
166                 /*
167                  * Remember we have B step Pentia with bugs
168                  */
169                 smp_b_stepping = 1;
170
171         /*
172          * Certain Athlons might work (for various values of 'work') in SMP
173          * but they are not certified as MP capable.
174          */
175         if ((c->x86_vendor == X86_VENDOR_AMD) && (c->x86 == 6)) {
176
177                 if (num_possible_cpus() == 1)
178                         goto valid_k7;
179
180                 /* Athlon 660/661 is valid. */  
181                 if ((c->x86_model==6) && ((c->x86_mask==0) || (c->x86_mask==1)))
182                         goto valid_k7;
183
184                 /* Duron 670 is valid */
185                 if ((c->x86_model==7) && (c->x86_mask==0))
186                         goto valid_k7;
187
188                 /*
189                  * Athlon 662, Duron 671, and Athlon >model 7 have capability bit.
190                  * It's worth noting that the A5 stepping (662) of some Athlon XP's
191                  * have the MP bit set.
192                  * See http://www.heise.de/newsticker/data/jow-18.10.01-000 for more.
193                  */
194                 if (((c->x86_model==6) && (c->x86_mask>=2)) ||
195                     ((c->x86_model==7) && (c->x86_mask>=1)) ||
196                      (c->x86_model> 7))
197                         if (cpu_has_mp)
198                                 goto valid_k7;
199
200                 /* If we get here, it's not a certified SMP capable AMD system. */
201                 add_taint(TAINT_UNSAFE_SMP);
202         }
203
204 valid_k7:
205         ;
206 }
207
208 extern void calibrate_delay(void);
209
210 static atomic_t init_deasserted;
211
212 static void __cpuinit smp_callin(void)
213 {
214         int cpuid, phys_id;
215         unsigned long timeout;
216
217         /*
218          * If waken up by an INIT in an 82489DX configuration
219          * we may get here before an INIT-deassert IPI reaches
220          * our local APIC.  We have to wait for the IPI or we'll
221          * lock up on an APIC access.
222          */
223         wait_for_init_deassert(&init_deasserted);
224
225         /*
226          * (This works even if the APIC is not enabled.)
227          */
228         phys_id = GET_APIC_ID(apic_read(APIC_ID));
229         cpuid = smp_processor_id();
230         if (cpu_isset(cpuid, cpu_callin_map)) {
231                 printk("huh, phys CPU#%d, CPU#%d already present??\n",
232                                         phys_id, cpuid);
233                 BUG();
234         }
235         Dprintk("CPU#%d (phys ID: %d) waiting for CALLOUT\n", cpuid, phys_id);
236
237         /*
238          * STARTUP IPIs are fragile beasts as they might sometimes
239          * trigger some glue motherboard logic. Complete APIC bus
240          * silence for 1 second, this overestimates the time the
241          * boot CPU is spending to send the up to 2 STARTUP IPIs
242          * by a factor of two. This should be enough.
243          */
244
245         /*
246          * Waiting 2s total for startup (udelay is not yet working)
247          */
248         timeout = jiffies + 2*HZ;
249         while (time_before(jiffies, timeout)) {
250                 /*
251                  * Has the boot CPU finished it's STARTUP sequence?
252                  */
253                 if (cpu_isset(cpuid, cpu_callout_map))
254                         break;
255                 rep_nop();
256         }
257
258         if (!time_before(jiffies, timeout)) {
259                 printk("BUG: CPU%d started up but did not get a callout!\n",
260                         cpuid);
261                 BUG();
262         }
263
264         /*
265          * the boot CPU has finished the init stage and is spinning
266          * on callin_map until we finish. We are free to set up this
267          * CPU, first the APIC. (this is probably redundant on most
268          * boards)
269          */
270
271         Dprintk("CALLIN, before setup_local_APIC().\n");
272         smp_callin_clear_local_apic();
273         setup_local_APIC();
274         map_cpu_to_logical_apicid();
275
276         /*
277          * Get our bogomips.
278          */
279         calibrate_delay();
280         Dprintk("Stack at about %p\n",&cpuid);
281
282         /*
283          * Save our processor parameters
284          */
285         smp_store_cpu_info(cpuid);
286
287         /*
288          * Allow the master to continue.
289          */
290         cpu_set(cpuid, cpu_callin_map);
291 }
292
293 static int cpucount;
294
295 /* maps the cpu to the sched domain representing multi-core */
296 cpumask_t cpu_coregroup_map(int cpu)
297 {
298         struct cpuinfo_x86 *c = cpu_data + cpu;
299         /*
300          * For perf, we return last level cache shared map.
301          * And for power savings, we return cpu_core_map
302          */
303         if (sched_mc_power_savings || sched_smt_power_savings)
304                 return cpu_core_map[cpu];
305         else
306                 return c->llc_shared_map;
307 }
308
309 /* representing cpus for which sibling maps can be computed */
310 static cpumask_t cpu_sibling_setup_map;
311
312 static inline void
313 set_cpu_sibling_map(int cpu)
314 {
315         int i;
316         struct cpuinfo_x86 *c = cpu_data;
317
318         cpu_set(cpu, cpu_sibling_setup_map);
319
320         if (smp_num_siblings > 1) {
321                 for_each_cpu_mask(i, cpu_sibling_setup_map) {
322                         if (c[cpu].phys_proc_id == c[i].phys_proc_id &&
323                             c[cpu].cpu_core_id == c[i].cpu_core_id) {
324                                 cpu_set(i, cpu_sibling_map[cpu]);
325                                 cpu_set(cpu, cpu_sibling_map[i]);
326                                 cpu_set(i, cpu_core_map[cpu]);
327                                 cpu_set(cpu, cpu_core_map[i]);
328                                 cpu_set(i, c[cpu].llc_shared_map);
329                                 cpu_set(cpu, c[i].llc_shared_map);
330                         }
331                 }
332         } else {
333                 cpu_set(cpu, cpu_sibling_map[cpu]);
334         }
335
336         cpu_set(cpu, c[cpu].llc_shared_map);
337
338         if (current_cpu_data.x86_max_cores == 1) {
339                 cpu_core_map[cpu] = cpu_sibling_map[cpu];
340                 c[cpu].booted_cores = 1;
341                 return;
342         }
343
344         for_each_cpu_mask(i, cpu_sibling_setup_map) {
345                 if (cpu_llc_id[cpu] != BAD_APICID &&
346                     cpu_llc_id[cpu] == cpu_llc_id[i]) {
347                         cpu_set(i, c[cpu].llc_shared_map);
348                         cpu_set(cpu, c[i].llc_shared_map);
349                 }
350                 if (c[cpu].phys_proc_id == c[i].phys_proc_id) {
351                         cpu_set(i, cpu_core_map[cpu]);
352                         cpu_set(cpu, cpu_core_map[i]);
353                         /*
354                          *  Does this new cpu bringup a new core?
355                          */
356                         if (cpus_weight(cpu_sibling_map[cpu]) == 1) {
357                                 /*
358                                  * for each core in package, increment
359                                  * the booted_cores for this new cpu
360                                  */
361                                 if (first_cpu(cpu_sibling_map[i]) == i)
362                                         c[cpu].booted_cores++;
363                                 /*
364                                  * increment the core count for all
365                                  * the other cpus in this package
366                                  */
367                                 if (i != cpu)
368                                         c[i].booted_cores++;
369                         } else if (i != cpu && !c[cpu].booted_cores)
370                                 c[cpu].booted_cores = c[i].booted_cores;
371                 }
372         }
373 }
374
375 /*
376  * Activate a secondary processor.
377  */
378 static void __cpuinit start_secondary(void *unused)
379 {
380         /*
381          * Don't put *anything* before secondary_cpu_init(), SMP
382          * booting is too fragile that we want to limit the
383          * things done here to the most necessary things.
384          */
385 #ifdef CONFIG_VMI
386         vmi_bringup();
387 #endif
388         secondary_cpu_init();
389         preempt_disable();
390         smp_callin();
391         while (!cpu_isset(smp_processor_id(), smp_commenced_mask))
392                 rep_nop();
393         /*
394          * Check TSC synchronization with the BP:
395          */
396         check_tsc_sync_target();
397
398         setup_secondary_clock();
399         if (nmi_watchdog == NMI_IO_APIC) {
400                 disable_8259A_irq(0);
401                 enable_NMI_through_LVT0(NULL);
402                 enable_8259A_irq(0);
403         }
404         /*
405          * low-memory mappings have been cleared, flush them from
406          * the local TLBs too.
407          */
408         local_flush_tlb();
409
410         /* This must be done before setting cpu_online_map */
411         set_cpu_sibling_map(raw_smp_processor_id());
412         wmb();
413
414         /*
415          * We need to hold call_lock, so there is no inconsistency
416          * between the time smp_call_function() determines number of
417          * IPI receipients, and the time when the determination is made
418          * for which cpus receive the IPI. Holding this
419          * lock helps us to not include this cpu in a currently in progress
420          * smp_call_function().
421          */
422         lock_ipi_call_lock();
423         cpu_set(smp_processor_id(), cpu_online_map);
424         unlock_ipi_call_lock();
425         per_cpu(cpu_state, smp_processor_id()) = CPU_ONLINE;
426
427         /* We can take interrupts now: we're officially "up". */
428         local_irq_enable();
429
430         wmb();
431         cpu_idle();
432 }
433
434 /*
435  * Everything has been set up for the secondary
436  * CPUs - they just need to reload everything
437  * from the task structure
438  * This function must not return.
439  */
440 void __devinit initialize_secondary(void)
441 {
442         /*
443          * switch to the per CPU GDT we already set up
444          * in do_boot_cpu()
445          */
446         cpu_set_gdt(current_thread_info()->cpu);
447
448         /*
449          * We don't actually need to load the full TSS,
450          * basically just the stack pointer and the eip.
451          */
452
453         asm volatile(
454                 "movl %0,%%esp\n\t"
455                 "jmp *%1"
456                 :
457                 :"m" (current->thread.esp),"m" (current->thread.eip));
458 }
459
460 /* Static state in head.S used to set up a CPU */
461 extern struct {
462         void * esp;
463         unsigned short ss;
464 } stack_start;
465 extern struct i386_pda *start_pda;
466
467 #ifdef CONFIG_NUMA
468
469 /* which logical CPUs are on which nodes */
470 cpumask_t node_2_cpu_mask[MAX_NUMNODES] __read_mostly =
471                                 { [0 ... MAX_NUMNODES-1] = CPU_MASK_NONE };
472 EXPORT_SYMBOL(node_2_cpu_mask);
473 /* which node each logical CPU is on */
474 int cpu_2_node[NR_CPUS] __read_mostly = { [0 ... NR_CPUS-1] = 0 };
475 EXPORT_SYMBOL(cpu_2_node);
476
477 /* set up a mapping between cpu and node. */
478 static inline void map_cpu_to_node(int cpu, int node)
479 {
480         printk("Mapping cpu %d to node %d\n", cpu, node);
481         cpu_set(cpu, node_2_cpu_mask[node]);
482         cpu_2_node[cpu] = node;
483 }
484
485 /* undo a mapping between cpu and node. */
486 static inline void unmap_cpu_to_node(int cpu)
487 {
488         int node;
489
490         printk("Unmapping cpu %d from all nodes\n", cpu);
491         for (node = 0; node < MAX_NUMNODES; node ++)
492                 cpu_clear(cpu, node_2_cpu_mask[node]);
493         cpu_2_node[cpu] = 0;
494 }
495 #else /* !CONFIG_NUMA */
496
497 #define map_cpu_to_node(cpu, node)      ({})
498 #define unmap_cpu_to_node(cpu)  ({})
499
500 #endif /* CONFIG_NUMA */
501
502 u8 cpu_2_logical_apicid[NR_CPUS] __read_mostly = { [0 ... NR_CPUS-1] = BAD_APICID };
503
504 static void map_cpu_to_logical_apicid(void)
505 {
506         int cpu = smp_processor_id();
507         int apicid = logical_smp_processor_id();
508         int node = apicid_to_node(apicid);
509
510         if (!node_online(node))
511                 node = first_online_node;
512
513         cpu_2_logical_apicid[cpu] = apicid;
514         map_cpu_to_node(cpu, node);
515 }
516
517 static void unmap_cpu_to_logical_apicid(int cpu)
518 {
519         cpu_2_logical_apicid[cpu] = BAD_APICID;
520         unmap_cpu_to_node(cpu);
521 }
522
523 #if APIC_DEBUG
524 static inline void __inquire_remote_apic(int apicid)
525 {
526         int i, regs[] = { APIC_ID >> 4, APIC_LVR >> 4, APIC_SPIV >> 4 };
527         char *names[] = { "ID", "VERSION", "SPIV" };
528         int timeout, status;
529
530         printk("Inquiring remote APIC #%d...\n", apicid);
531
532         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(regs); i++) {
533                 printk("... APIC #%d %s: ", apicid, names[i]);
534
535                 /*
536                  * Wait for idle.
537                  */
538                 apic_wait_icr_idle();
539
540                 apic_write_around(APIC_ICR2, SET_APIC_DEST_FIELD(apicid));
541                 apic_write_around(APIC_ICR, APIC_DM_REMRD | regs[i]);
542
543                 timeout = 0;
544                 do {
545                         udelay(100);
546                         status = apic_read(APIC_ICR) & APIC_ICR_RR_MASK;
547                 } while (status == APIC_ICR_RR_INPROG && timeout++ < 1000);
548
549                 switch (status) {
550                 case APIC_ICR_RR_VALID:
551                         status = apic_read(APIC_RRR);
552                         printk("%08x\n", status);
553                         break;
554                 default:
555                         printk("failed\n");
556                 }
557         }
558 }
559 #endif
560
561 #ifdef WAKE_SECONDARY_VIA_NMI
562 /* 
563  * Poke the other CPU in the eye via NMI to wake it up. Remember that the normal
564  * INIT, INIT, STARTUP sequence will reset the chip hard for us, and this
565  * won't ... remember to clear down the APIC, etc later.
566  */
567 static int __devinit
568 wakeup_secondary_cpu(int logical_apicid, unsigned long start_eip)
569 {
570         unsigned long send_status = 0, accept_status = 0;
571         int timeout, maxlvt;
572
573         /* Target chip */
574         apic_write_around(APIC_ICR2, SET_APIC_DEST_FIELD(logical_apicid));
575
576         /* Boot on the stack */
577         /* Kick the second */
578         apic_write_around(APIC_ICR, APIC_DM_NMI | APIC_DEST_LOGICAL);
579
580         Dprintk("Waiting for send to finish...\n");
581         timeout = 0;
582         do {
583                 Dprintk("+");
584                 udelay(100);
585                 send_status = apic_read(APIC_ICR) & APIC_ICR_BUSY;
586         } while (send_status && (timeout++ < 1000));
587
588         /*
589          * Give the other CPU some time to accept the IPI.
590          */
591         udelay(200);
592         /*
593          * Due to the Pentium erratum 3AP.
594          */
595         maxlvt = lapic_get_maxlvt();
596         if (maxlvt > 3) {
597                 apic_read_around(APIC_SPIV);
598                 apic_write(APIC_ESR, 0);
599         }
600         accept_status = (apic_read(APIC_ESR) & 0xEF);
601         Dprintk("NMI sent.\n");
602
603         if (send_status)
604                 printk("APIC never delivered???\n");
605         if (accept_status)
606                 printk("APIC delivery error (%lx).\n", accept_status);
607
608         return (send_status | accept_status);
609 }
610 #endif  /* WAKE_SECONDARY_VIA_NMI */
611
612 #ifdef WAKE_SECONDARY_VIA_INIT
613 static int __devinit
614 wakeup_secondary_cpu(int phys_apicid, unsigned long start_eip)
615 {
616         unsigned long send_status = 0, accept_status = 0;
617         int maxlvt, timeout, num_starts, j;
618
619         /*
620          * Be paranoid about clearing APIC errors.
621          */
622         if (APIC_INTEGRATED(apic_version[phys_apicid])) {
623                 apic_read_around(APIC_SPIV);
624                 apic_write(APIC_ESR, 0);
625                 apic_read(APIC_ESR);
626         }
627
628         Dprintk("Asserting INIT.\n");
629
630         /*
631          * Turn INIT on target chip
632          */
633         apic_write_around(APIC_ICR2, SET_APIC_DEST_FIELD(phys_apicid));
634
635         /*
636          * Send IPI
637          */
638         apic_write_around(APIC_ICR, APIC_INT_LEVELTRIG | APIC_INT_ASSERT
639                                 | APIC_DM_INIT);
640
641         Dprintk("Waiting for send to finish...\n");
642         timeout = 0;
643         do {
644                 Dprintk("+");
645                 udelay(100);
646                 send_status = apic_read(APIC_ICR) & APIC_ICR_BUSY;
647         } while (send_status && (timeout++ < 1000));
648
649         mdelay(10);
650
651         Dprintk("Deasserting INIT.\n");
652
653         /* Target chip */
654         apic_write_around(APIC_ICR2, SET_APIC_DEST_FIELD(phys_apicid));
655
656         /* Send IPI */
657         apic_write_around(APIC_ICR, APIC_INT_LEVELTRIG | APIC_DM_INIT);
658
659         Dprintk("Waiting for send to finish...\n");
660         timeout = 0;
661         do {
662                 Dprintk("+");
663                 udelay(100);
664                 send_status = apic_read(APIC_ICR) & APIC_ICR_BUSY;
665         } while (send_status && (timeout++ < 1000));
666
667         atomic_set(&init_deasserted, 1);
668
669         /*
670          * Should we send STARTUP IPIs ?
671          *
672          * Determine this based on the APIC version.
673          * If we don't have an integrated APIC, don't send the STARTUP IPIs.
674          */
675         if (APIC_INTEGRATED(apic_version[phys_apicid]))
676                 num_starts = 2;
677         else
678                 num_starts = 0;
679
680         /*
681          * Paravirt / VMI wants a startup IPI hook here to set up the
682          * target processor state.
683          */
684         startup_ipi_hook(phys_apicid, (unsigned long) start_secondary,
685                          (unsigned long) stack_start.esp);
686
687         /*
688          * Run STARTUP IPI loop.
689          */
690         Dprintk("#startup loops: %d.\n", num_starts);
691
692         maxlvt = lapic_get_maxlvt();
693
694         for (j = 1; j <= num_starts; j++) {
695                 Dprintk("Sending STARTUP #%d.\n",j);
696                 apic_read_around(APIC_SPIV);
697                 apic_write(APIC_ESR, 0);
698                 apic_read(APIC_ESR);
699                 Dprintk("After apic_write.\n");
700
701                 /*
702                  * STARTUP IPI
703                  */
704
705                 /* Target chip */
706                 apic_write_around(APIC_ICR2, SET_APIC_DEST_FIELD(phys_apicid));
707
708                 /* Boot on the stack */
709                 /* Kick the second */
710                 apic_write_around(APIC_ICR, APIC_DM_STARTUP
711                                         | (start_eip >> 12));
712
713                 /*
714                  * Give the other CPU some time to accept the IPI.
715                  */
716                 udelay(300);
717
718                 Dprintk("Startup point 1.\n");
719
720                 Dprintk("Waiting for send to finish...\n");
721                 timeout = 0;
722                 do {
723                         Dprintk("+");
724                         udelay(100);
725                         send_status = apic_read(APIC_ICR) & APIC_ICR_BUSY;
726                 } while (send_status && (timeout++ < 1000));
727
728                 /*
729                  * Give the other CPU some time to accept the IPI.
730                  */
731                 udelay(200);
732                 /*
733                  * Due to the Pentium erratum 3AP.
734                  */
735                 if (maxlvt > 3) {
736                         apic_read_around(APIC_SPIV);
737                         apic_write(APIC_ESR, 0);
738                 }
739                 accept_status = (apic_read(APIC_ESR) & 0xEF);
740                 if (send_status || accept_status)
741                         break;
742         }
743         Dprintk("After Startup.\n");
744
745         if (send_status)
746                 printk("APIC never delivered???\n");
747         if (accept_status)
748                 printk("APIC delivery error (%lx).\n", accept_status);
749
750         return (send_status | accept_status);
751 }
752 #endif  /* WAKE_SECONDARY_VIA_INIT */
753
754 extern cpumask_t cpu_initialized;
755 static inline int alloc_cpu_id(void)
756 {
757         cpumask_t       tmp_map;
758         int cpu;
759         cpus_complement(tmp_map, cpu_present_map);
760         cpu = first_cpu(tmp_map);
761         if (cpu >= NR_CPUS)
762                 return -ENODEV;
763         return cpu;
764 }
765
766 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
767 static struct task_struct * __devinitdata cpu_idle_tasks[NR_CPUS];
768 static inline struct task_struct * alloc_idle_task(int cpu)
769 {
770         struct task_struct *idle;
771
772         if ((idle = cpu_idle_tasks[cpu]) != NULL) {
773                 /* initialize thread_struct.  we really want to avoid destroy
774                  * idle tread
775                  */
776                 idle->thread.esp = (unsigned long)task_pt_regs(idle);
777                 init_idle(idle, cpu);
778                 return idle;
779         }
780         idle = fork_idle(cpu);
781
782         if (!IS_ERR(idle))
783                 cpu_idle_tasks[cpu] = idle;
784         return idle;
785 }
786 #else
787 #define alloc_idle_task(cpu) fork_idle(cpu)
788 #endif
789
790 static int __cpuinit do_boot_cpu(int apicid, int cpu)
791 /*
792  * NOTE - on most systems this is a PHYSICAL apic ID, but on multiquad
793  * (ie clustered apic addressing mode), this is a LOGICAL apic ID.
794  * Returns zero if CPU booted OK, else error code from wakeup_secondary_cpu.
795  */
796 {
797         struct task_struct *idle;
798         unsigned long boot_error;
799         int timeout;
800         unsigned long start_eip;
801         unsigned short nmi_high = 0, nmi_low = 0;
802
803         /*
804          * We can't use kernel_thread since we must avoid to
805          * reschedule the child.
806          */
807         idle = alloc_idle_task(cpu);
808         if (IS_ERR(idle))
809                 panic("failed fork for CPU %d", cpu);
810
811         init_gdt(cpu, idle);
812
813         idle->thread.eip = (unsigned long) start_secondary;
814         /* start_eip had better be page-aligned! */
815         start_eip = setup_trampoline();
816
817         ++cpucount;
818         alternatives_smp_switch(1);
819
820         /* So we see what's up   */
821         printk("Booting processor %d/%d eip %lx\n", cpu, apicid, start_eip);
822         /* Stack for startup_32 can be just as for start_secondary onwards */
823         stack_start.esp = (void *) idle->thread.esp;
824
825         irq_ctx_init(cpu);
826
827         x86_cpu_to_apicid[cpu] = apicid;
828         /*
829          * This grunge runs the startup process for
830          * the targeted processor.
831          */
832
833         atomic_set(&init_deasserted, 0);
834
835         Dprintk("Setting warm reset code and vector.\n");
836
837         store_NMI_vector(&nmi_high, &nmi_low);
838
839         smpboot_setup_warm_reset_vector(start_eip);
840
841         /*
842          * Starting actual IPI sequence...
843          */
844         boot_error = wakeup_secondary_cpu(apicid, start_eip);
845
846         if (!boot_error) {
847                 /*
848                  * allow APs to start initializing.
849                  */
850                 Dprintk("Before Callout %d.\n", cpu);
851                 cpu_set(cpu, cpu_callout_map);
852                 Dprintk("After Callout %d.\n", cpu);
853
854                 /*
855                  * Wait 5s total for a response
856                  */
857                 for (timeout = 0; timeout < 50000; timeout++) {
858                         if (cpu_isset(cpu, cpu_callin_map))
859                                 break;  /* It has booted */
860                         udelay(100);
861                 }
862
863                 if (cpu_isset(cpu, cpu_callin_map)) {
864                         /* number CPUs logically, starting from 1 (BSP is 0) */
865                         Dprintk("OK.\n");
866                         printk("CPU%d: ", cpu);
867                         print_cpu_info(&cpu_data[cpu]);
868                         Dprintk("CPU has booted.\n");
869                 } else {
870                         boot_error= 1;
871                         if (*((volatile unsigned char *)trampoline_base)
872                                         == 0xA5)
873                                 /* trampoline started but...? */
874                                 printk("Stuck ??\n");
875                         else
876                                 /* trampoline code not run */
877                                 printk("Not responding.\n");
878                         inquire_remote_apic(apicid);
879                 }
880         }
881
882         if (boot_error) {
883                 /* Try to put things back the way they were before ... */
884                 unmap_cpu_to_logical_apicid(cpu);
885                 cpu_clear(cpu, cpu_callout_map); /* was set here (do_boot_cpu()) */
886                 cpu_clear(cpu, cpu_initialized); /* was set by cpu_init() */
887                 cpucount--;
888         } else {
889                 x86_cpu_to_apicid[cpu] = apicid;
890                 cpu_set(cpu, cpu_present_map);
891         }
892
893         /* mark "stuck" area as not stuck */
894         *((volatile unsigned long *)trampoline_base) = 0;
895
896         return boot_error;
897 }
898
899 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
900 void cpu_exit_clear(void)
901 {
902         int cpu = raw_smp_processor_id();
903
904         idle_task_exit();
905
906         cpucount --;
907         cpu_uninit();
908         irq_ctx_exit(cpu);
909
910         cpu_clear(cpu, cpu_callout_map);
911         cpu_clear(cpu, cpu_callin_map);
912
913         cpu_clear(cpu, smp_commenced_mask);
914         unmap_cpu_to_logical_apicid(cpu);
915 }
916
917 struct warm_boot_cpu_info {
918         struct completion *complete;
919         struct work_struct task;
920         int apicid;
921         int cpu;
922 };
923
924 static void __cpuinit do_warm_boot_cpu(struct work_struct *work)
925 {
926         struct warm_boot_cpu_info *info =
927                 container_of(work, struct warm_boot_cpu_info, task);
928         do_boot_cpu(info->apicid, info->cpu);
929         complete(info->complete);
930 }
931
932 static int __cpuinit __smp_prepare_cpu(int cpu)
933 {
934         DECLARE_COMPLETION_ONSTACK(done);
935         struct warm_boot_cpu_info info;
936         int     apicid, ret;
937
938         apicid = x86_cpu_to_apicid[cpu];
939         if (apicid == BAD_APICID) {
940                 ret = -ENODEV;
941                 goto exit;
942         }
943
944         info.complete = &done;
945         info.apicid = apicid;
946         info.cpu = cpu;
947         INIT_WORK(&info.task, do_warm_boot_cpu);
948
949         /* init low mem mapping */
950         clone_pgd_range(swapper_pg_dir, swapper_pg_dir + USER_PGD_PTRS,
951                         min_t(unsigned long, KERNEL_PGD_PTRS, USER_PGD_PTRS));
952         flush_tlb_all();
953         schedule_work(&info.task);
954         wait_for_completion(&done);
955
956         zap_low_mappings();
957         ret = 0;
958 exit:
959         return ret;
960 }
961 #endif
962
963 static void smp_tune_scheduling(void)
964 {
965         unsigned long cachesize;       /* kB   */
966
967         if (cpu_khz) {
968                 cachesize = boot_cpu_data.x86_cache_size;
969
970                 if (cachesize > 0)
971                         max_cache_size = cachesize * 1024;
972         }
973 }
974
975 /*
976  * Cycle through the processors sending APIC IPIs to boot each.
977  */
978
979 static int boot_cpu_logical_apicid;
980 /* Where the IO area was mapped on multiquad, always 0 otherwise */
981 void *xquad_portio;
982 #ifdef CONFIG_X86_NUMAQ
983 EXPORT_SYMBOL(xquad_portio);
984 #endif
985
986 static void __init smp_boot_cpus(unsigned int max_cpus)
987 {
988         int apicid, cpu, bit, kicked;
989         unsigned long bogosum = 0;
990
991         /*
992          * Setup boot CPU information
993          */
994         smp_store_cpu_info(0); /* Final full version of the data */
995         printk("CPU%d: ", 0);
996         print_cpu_info(&cpu_data[0]);
997
998         boot_cpu_physical_apicid = GET_APIC_ID(apic_read(APIC_ID));
999         boot_cpu_logical_apicid = logical_smp_processor_id();
1000         x86_cpu_to_apicid[0] = boot_cpu_physical_apicid;
1001
1002         current_thread_info()->cpu = 0;
1003         smp_tune_scheduling();
1004
1005         set_cpu_sibling_map(0);
1006
1007         /*
1008          * If we couldn't find an SMP configuration at boot time,
1009          * get out of here now!
1010          */
1011         if (!smp_found_config && !acpi_lapic) {
1012                 printk(KERN_NOTICE "SMP motherboard not detected.\n");
1013                 smpboot_clear_io_apic_irqs();
1014                 phys_cpu_present_map = physid_mask_of_physid(0);
1015                 if (APIC_init_uniprocessor())
1016                         printk(KERN_NOTICE "Local APIC not detected."
1017                                            " Using dummy APIC emulation.\n");
1018                 map_cpu_to_logical_apicid();
1019                 cpu_set(0, cpu_sibling_map[0]);
1020                 cpu_set(0, cpu_core_map[0]);
1021                 return;
1022         }
1023
1024         /*
1025          * Should not be necessary because the MP table should list the boot
1026          * CPU too, but we do it for the sake of robustness anyway.
1027          * Makes no sense to do this check in clustered apic mode, so skip it
1028          */
1029         if (!check_phys_apicid_present(boot_cpu_physical_apicid)) {
1030                 printk("weird, boot CPU (#%d) not listed by the BIOS.\n",
1031                                 boot_cpu_physical_apicid);
1032                 physid_set(hard_smp_processor_id(), phys_cpu_present_map);
1033         }
1034
1035         /*
1036          * If we couldn't find a local APIC, then get out of here now!
1037          */
1038         if (APIC_INTEGRATED(apic_version[boot_cpu_physical_apicid]) && !cpu_has_apic) {
1039                 printk(KERN_ERR "BIOS bug, local APIC #%d not detected!...\n",
1040                         boot_cpu_physical_apicid);
1041                 printk(KERN_ERR "... forcing use of dummy APIC emulation. (tell your hw vendor)\n");
1042                 smpboot_clear_io_apic_irqs();
1043                 phys_cpu_present_map = physid_mask_of_physid(0);
1044                 cpu_set(0, cpu_sibling_map[0]);
1045                 cpu_set(0, cpu_core_map[0]);
1046                 return;
1047         }
1048
1049         verify_local_APIC();
1050
1051         /*
1052          * If SMP should be disabled, then really disable it!
1053          */
1054         if (!max_cpus) {
1055                 smp_found_config = 0;
1056                 printk(KERN_INFO "SMP mode deactivated, forcing use of dummy APIC emulation.\n");
1057                 smpboot_clear_io_apic_irqs();
1058                 phys_cpu_present_map = physid_mask_of_physid(0);
1059                 cpu_set(0, cpu_sibling_map[0]);
1060                 cpu_set(0, cpu_core_map[0]);
1061                 return;
1062         }
1063
1064         connect_bsp_APIC();
1065         setup_local_APIC();
1066         map_cpu_to_logical_apicid();
1067
1068
1069         setup_portio_remap();
1070
1071         /*
1072          * Scan the CPU present map and fire up the other CPUs via do_boot_cpu
1073          *
1074          * In clustered apic mode, phys_cpu_present_map is a constructed thus:
1075          * bits 0-3 are quad0, 4-7 are quad1, etc. A perverse twist on the 
1076          * clustered apic ID.
1077          */
1078         Dprintk("CPU present map: %lx\n", physids_coerce(phys_cpu_present_map));
1079
1080         kicked = 1;
1081         for (bit = 0; kicked < NR_CPUS && bit < MAX_APICS; bit++) {
1082                 apicid = cpu_present_to_apicid(bit);
1083                 /*
1084                  * Don't even attempt to start the boot CPU!
1085                  */
1086                 if ((apicid == boot_cpu_apicid) || (apicid == BAD_APICID))
1087                         continue;
1088
1089                 if (!check_apicid_present(bit))
1090                         continue;
1091                 if (max_cpus <= cpucount+1)
1092                         continue;
1093
1094                 if (((cpu = alloc_cpu_id()) <= 0) || do_boot_cpu(apicid, cpu))
1095                         printk("CPU #%d not responding - cannot use it.\n",
1096                                                                 apicid);
1097                 else
1098                         ++kicked;
1099         }
1100
1101         /*
1102          * Cleanup possible dangling ends...
1103          */
1104         smpboot_restore_warm_reset_vector();
1105
1106         /*
1107          * Allow the user to impress friends.
1108          */
1109         Dprintk("Before bogomips.\n");
1110         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++)
1111                 if (cpu_isset(cpu, cpu_callout_map))
1112                         bogosum += cpu_data[cpu].loops_per_jiffy;
1113         printk(KERN_INFO
1114                 "Total of %d processors activated (%lu.%02lu BogoMIPS).\n",
1115                 cpucount+1,
1116                 bogosum/(500000/HZ),
1117                 (bogosum/(5000/HZ))%100);
1118         
1119         Dprintk("Before bogocount - setting activated=1.\n");
1120
1121         if (smp_b_stepping)
1122                 printk(KERN_WARNING "WARNING: SMP operation may be unreliable with B stepping processors.\n");
1123
1124         /*
1125          * Don't taint if we are running SMP kernel on a single non-MP
1126          * approved Athlon
1127          */
1128         if (tainted & TAINT_UNSAFE_SMP) {
1129                 if (cpucount)
1130                         printk (KERN_INFO "WARNING: This combination of AMD processors is not suitable for SMP.\n");
1131                 else
1132                         tainted &= ~TAINT_UNSAFE_SMP;
1133         }
1134
1135         Dprintk("Boot done.\n");
1136
1137         /*
1138          * construct cpu_sibling_map[], so that we can tell sibling CPUs
1139          * efficiently.
1140          */
1141         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
1142                 cpus_clear(cpu_sibling_map[cpu]);
1143                 cpus_clear(cpu_core_map[cpu]);
1144         }
1145
1146         cpu_set(0, cpu_sibling_map[0]);
1147         cpu_set(0, cpu_core_map[0]);
1148
1149         smpboot_setup_io_apic();
1150
1151         setup_boot_clock();
1152 }
1153
1154 /* These are wrappers to interface to the new boot process.  Someone
1155    who understands all this stuff should rewrite it properly. --RR 15/Jul/02 */
1156 void __init smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
1157 {
1158         smp_commenced_mask = cpumask_of_cpu(0);
1159         cpu_callin_map = cpumask_of_cpu(0);
1160         mb();
1161         smp_boot_cpus(max_cpus);
1162 }
1163
1164 void __devinit smp_prepare_boot_cpu(void)
1165 {
1166         cpu_set(smp_processor_id(), cpu_online_map);
1167         cpu_set(smp_processor_id(), cpu_callout_map);
1168         cpu_set(smp_processor_id(), cpu_present_map);
1169         cpu_set(smp_processor_id(), cpu_possible_map);
1170         per_cpu(cpu_state, smp_processor_id()) = CPU_ONLINE;
1171 }
1172
1173 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1174 static void
1175 remove_siblinginfo(int cpu)
1176 {
1177         int sibling;
1178         struct cpuinfo_x86 *c = cpu_data;
1179
1180         for_each_cpu_mask(sibling, cpu_core_map[cpu]) {
1181                 cpu_clear(cpu, cpu_core_map[sibling]);
1182                 /*
1183                  * last thread sibling in this cpu core going down
1184                  */
1185                 if (cpus_weight(cpu_sibling_map[cpu]) == 1)
1186                         c[sibling].booted_cores--;
1187         }
1188                         
1189         for_each_cpu_mask(sibling, cpu_sibling_map[cpu])
1190                 cpu_clear(cpu, cpu_sibling_map[sibling]);
1191         cpus_clear(cpu_sibling_map[cpu]);
1192         cpus_clear(cpu_core_map[cpu]);
1193         c[cpu].phys_proc_id = 0;
1194         c[cpu].cpu_core_id = 0;
1195         cpu_clear(cpu, cpu_sibling_setup_map);
1196 }
1197
1198 int __cpu_disable(void)
1199 {
1200         cpumask_t map = cpu_online_map;
1201         int cpu = smp_processor_id();
1202
1203         /*
1204          * Perhaps use cpufreq to drop frequency, but that could go
1205          * into generic code.
1206          *
1207          * We won't take down the boot processor on i386 due to some
1208          * interrupts only being able to be serviced by the BSP.
1209          * Especially so if we're not using an IOAPIC   -zwane
1210          */
1211         if (cpu == 0)
1212                 return -EBUSY;
1213         if (nmi_watchdog == NMI_LOCAL_APIC)
1214                 stop_apic_nmi_watchdog(NULL);
1215         clear_local_APIC();
1216         /* Allow any queued timer interrupts to get serviced */
1217         local_irq_enable();
1218         mdelay(1);
1219         local_irq_disable();
1220
1221         remove_siblinginfo(cpu);
1222
1223         cpu_clear(cpu, map);
1224         fixup_irqs(map);
1225         /* It's now safe to remove this processor from the online map */
1226         cpu_clear(cpu, cpu_online_map);
1227         return 0;
1228 }
1229
1230 void __cpu_die(unsigned int cpu)
1231 {
1232         /* We don't do anything here: idle task is faking death itself. */
1233         unsigned int i;
1234
1235         for (i = 0; i < 10; i++) {
1236                 /* They ack this in play_dead by setting CPU_DEAD */
1237                 if (per_cpu(cpu_state, cpu) == CPU_DEAD) {
1238                         printk ("CPU %d is now offline\n", cpu);
1239                         if (1 == num_online_cpus())
1240                                 alternatives_smp_switch(0);
1241                         return;
1242                 }
1243                 msleep(100);
1244         }
1245         printk(KERN_ERR "CPU %u didn't die...\n", cpu);
1246 }
1247 #else /* ... !CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1248 int __cpu_disable(void)
1249 {
1250         return -ENOSYS;
1251 }
1252
1253 void __cpu_die(unsigned int cpu)
1254 {
1255         /* We said "no" in __cpu_disable */
1256         BUG();
1257 }
1258 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1259
1260 int __cpuinit __cpu_up(unsigned int cpu)
1261 {
1262         unsigned long flags;
1263 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1264         int ret = 0;
1265
1266         /*
1267          * We do warm boot only on cpus that had booted earlier
1268          * Otherwise cold boot is all handled from smp_boot_cpus().
1269          * cpu_callin_map is set during AP kickstart process. Its reset
1270          * when a cpu is taken offline from cpu_exit_clear().
1271          */
1272         if (!cpu_isset(cpu, cpu_callin_map))
1273                 ret = __smp_prepare_cpu(cpu);
1274
1275         if (ret)
1276                 return -EIO;
1277 #endif
1278
1279         /* In case one didn't come up */
1280         if (!cpu_isset(cpu, cpu_callin_map)) {
1281                 printk(KERN_DEBUG "skipping cpu%d, didn't come online\n", cpu);
1282                 return -EIO;
1283         }
1284
1285         per_cpu(cpu_state, cpu) = CPU_UP_PREPARE;
1286         /* Unleash the CPU! */
1287         cpu_set(cpu, smp_commenced_mask);
1288
1289         /*
1290          * Check TSC synchronization with the AP (keep irqs disabled
1291          * while doing so):
1292          */
1293         local_irq_save(flags);
1294         check_tsc_sync_source(cpu);
1295         local_irq_restore(flags);
1296
1297         while (!cpu_isset(cpu, cpu_online_map)) {
1298                 cpu_relax();
1299                 touch_nmi_watchdog();
1300         }
1301
1302         return 0;
1303 }
1304
1305 void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
1306 {
1307 #ifdef CONFIG_X86_IO_APIC
1308         setup_ioapic_dest();
1309 #endif
1310         zap_low_mappings();
1311 #ifndef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1312         /*
1313          * Disable executability of the SMP trampoline:
1314          */
1315         set_kernel_exec((unsigned long)trampoline_base, trampoline_exec);
1316 #endif
1317 }
1318
1319 void __init smp_intr_init(void)
1320 {
1321         /*
1322          * IRQ0 must be given a fixed assignment and initialized,
1323          * because it's used before the IO-APIC is set up.
1324          */
1325         set_intr_gate(FIRST_DEVICE_VECTOR, interrupt[0]);
1326
1327         /*
1328          * The reschedule interrupt is a CPU-to-CPU reschedule-helper
1329          * IPI, driven by wakeup.
1330          */
1331         set_intr_gate(RESCHEDULE_VECTOR, reschedule_interrupt);
1332
1333         /* IPI for invalidation */
1334         set_intr_gate(INVALIDATE_TLB_VECTOR, invalidate_interrupt);
1335
1336         /* IPI for generic function call */
1337         set_intr_gate(CALL_FUNCTION_VECTOR, call_function_interrupt);
1338 }
1339
1340 /*
1341  * If the BIOS enumerates physical processors before logical,
1342  * maxcpus=N at enumeration-time can be used to disable HT.
1343  */
1344 static int __init parse_maxcpus(char *arg)
1345 {
1346         extern unsigned int maxcpus;
1347
1348         maxcpus = simple_strtoul(arg, NULL, 0);
1349         return 0;
1350 }
1351 early_param("maxcpus", parse_maxcpus);