Merge branch 'linus' into core/futexes
[linux-2.6] / arch / m32r / kernel / smpboot.c
1 /*
2  *  linux/arch/m32r/kernel/smpboot.c
3  *    orig : i386 2.4.10
4  *
5  *  M32R SMP booting functions
6  *
7  *  Copyright (c) 2001, 2002, 2003  Hitoshi Yamamoto
8  *
9  *  Taken from i386 version.
10  *        (c) 1995 Alan Cox, Building #3 <alan@redhat.com>
11  *        (c) 1998, 1999, 2000 Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
12  *
13  *      Much of the core SMP work is based on previous work by Thomas Radke, to
14  *      whom a great many thanks are extended.
15  *
16  *      Thanks to Intel for making available several different Pentium,
17  *      Pentium Pro and Pentium-II/Xeon MP machines.
18  *      Original development of Linux SMP code supported by Caldera.
19  *
20  *      This code is released under the GNU General Public License version 2 or
21  *      later.
22  *
23  *      Fixes
24  *              Felix Koop      :       NR_CPUS used properly
25  *              Jose Renau      :       Handle single CPU case.
26  *              Alan Cox        :       By repeated request
27  *                                      8) - Total BogoMIP report.
28  *              Greg Wright     :       Fix for kernel stacks panic.
29  *              Erich Boleyn    :       MP v1.4 and additional changes.
30  *      Matthias Sattler        :       Changes for 2.1 kernel map.
31  *      Michel Lespinasse       :       Changes for 2.1 kernel map.
32  *      Michael Chastain        :       Change trampoline.S to gnu as.
33  *              Alan Cox        :       Dumb bug: 'B' step PPro's are fine
34  *              Ingo Molnar     :       Added APIC timers, based on code
35  *                                      from Jose Renau
36  *              Ingo Molnar     :       various cleanups and rewrites
37  *              Tigran Aivazian :       fixed "0.00 in /proc/uptime on SMP" bug.
38  *      Maciej W. Rozycki       :       Bits for genuine 82489DX APICs
39  *              Martin J. Bligh :       Added support for multi-quad systems
40  */
41
42 #include <linux/module.h>
43 #include <linux/cpu.h>
44 #include <linux/init.h>
45 #include <linux/kernel.h>
46 #include <linux/mm.h>
47 #include <linux/sched.h>
48 #include <linux/err.h>
49 #include <linux/irq.h>
50 #include <linux/bootmem.h>
51 #include <linux/delay.h>
52
53 #include <asm/io.h>
54 #include <asm/pgalloc.h>
55 #include <asm/tlbflush.h>
56
57 #define DEBUG_SMP
58 #ifdef DEBUG_SMP
59 #define Dprintk(x...) printk(x)
60 #else
61 #define Dprintk(x...)
62 #endif
63
64 extern cpumask_t cpu_initialized;
65
66 /*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*/
67 /* Data structures and variables                                             */
68 /*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*/
69
70 /* Processor that is doing the boot up */
71 static unsigned int bsp_phys_id = -1;
72
73 /* Bitmask of physically existing CPUs */
74 physid_mask_t phys_cpu_present_map;
75
76 cpumask_t cpu_bootout_map;
77 cpumask_t cpu_bootin_map;
78 static cpumask_t cpu_callin_map;
79 cpumask_t cpu_callout_map;
80 EXPORT_SYMBOL(cpu_callout_map);
81
82 /* Per CPU bogomips and other parameters */
83 struct cpuinfo_m32r cpu_data[NR_CPUS] __cacheline_aligned;
84
85 static int cpucount;
86 static cpumask_t smp_commenced_mask;
87
88 extern struct {
89         void * spi;
90         unsigned short ss;
91 } stack_start;
92
93 /* which physical physical ID maps to which logical CPU number */
94 static volatile int physid_2_cpu[NR_CPUS];
95 #define physid_to_cpu(physid)   physid_2_cpu[physid]
96
97 /* which logical CPU number maps to which physical ID */
98 volatile int cpu_2_physid[NR_CPUS];
99
100 DEFINE_PER_CPU(int, prof_multiplier) = 1;
101 DEFINE_PER_CPU(int, prof_old_multiplier) = 1;
102 DEFINE_PER_CPU(int, prof_counter) = 1;
103
104 spinlock_t ipi_lock[NR_IPIS];
105
106 static unsigned int calibration_result;
107
108 /*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*/
109 /* Function Prototypes                                                       */
110 /*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*/
111
112 void smp_prepare_boot_cpu(void);
113 void smp_prepare_cpus(unsigned int);
114 static void init_ipi_lock(void);
115 static void do_boot_cpu(int);
116 int __cpu_up(unsigned int);
117 void smp_cpus_done(unsigned int);
118
119 int start_secondary(void *);
120 static void smp_callin(void);
121 static void smp_online(void);
122
123 static void show_mp_info(int);
124 static void smp_store_cpu_info(int);
125 static void show_cpu_info(int);
126 int setup_profiling_timer(unsigned int);
127 static void init_cpu_to_physid(void);
128 static void map_cpu_to_physid(int, int);
129 static void unmap_cpu_to_physid(int, int);
130
131 /*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*/
132 /* Boot up APs Routines : BSP                                                */
133 /*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*/
134 void __devinit smp_prepare_boot_cpu(void)
135 {
136         bsp_phys_id = hard_smp_processor_id();
137         physid_set(bsp_phys_id, phys_cpu_present_map);
138         cpu_set(0, cpu_online_map);     /* BSP's cpu_id == 0 */
139         cpu_set(0, cpu_callout_map);
140         cpu_set(0, cpu_callin_map);
141
142         /*
143          * Initialize the logical to physical CPU number mapping
144          */
145         init_cpu_to_physid();
146         map_cpu_to_physid(0, bsp_phys_id);
147         current_thread_info()->cpu = 0;
148 }
149
150 /*==========================================================================*
151  * Name:         smp_prepare_cpus (old smp_boot_cpus)
152  *
153  * Description:  This routine boot up APs.
154  *
155  * Born on Date: 2002.02.05
156  *
157  * Arguments:    NONE
158  *
159  * Returns:      void (cannot fail)
160  *
161  * Modification log:
162  * Date       Who Description
163  * ---------- --- --------------------------------------------------------
164  * 2003-06-24 hy  modify for linux-2.5.69
165  *
166  *==========================================================================*/
167 void __init smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
168 {
169         int phys_id;
170         unsigned long nr_cpu;
171
172         nr_cpu = inl(M32R_FPGA_NUM_OF_CPUS_PORTL);
173         if (nr_cpu > NR_CPUS) {
174                 printk(KERN_INFO "NUM_OF_CPUS reg. value [%ld] > NR_CPU [%d]",
175                         nr_cpu, NR_CPUS);
176                 goto smp_done;
177         }
178         for (phys_id = 0 ; phys_id < nr_cpu ; phys_id++)
179                 physid_set(phys_id, phys_cpu_present_map);
180 #ifndef CONFIG_HOTPLUG_CPU
181         cpu_present_map = cpu_possible_map;
182 #endif
183
184         show_mp_info(nr_cpu);
185
186         init_ipi_lock();
187
188         /*
189          * Setup boot CPU information
190          */
191         smp_store_cpu_info(0); /* Final full version of the data */
192
193         /*
194          * If SMP should be disabled, then really disable it!
195          */
196         if (!max_cpus) {
197                 printk(KERN_INFO "SMP mode deactivated by commandline.\n");
198                 goto smp_done;
199         }
200
201         /*
202          * Now scan the CPU present map and fire up the other CPUs.
203          */
204         Dprintk("CPU present map : %lx\n", physids_coerce(phys_cpu_present_map));
205
206         for (phys_id = 0 ; phys_id < NR_CPUS ; phys_id++) {
207                 /*
208                  * Don't even attempt to start the boot CPU!
209                  */
210                 if (phys_id == bsp_phys_id)
211                         continue;
212
213                 if (!physid_isset(phys_id, phys_cpu_present_map))
214                         continue;
215
216                 if ((max_cpus >= 0) && (max_cpus <= cpucount + 1))
217                         continue;
218
219                 do_boot_cpu(phys_id);
220
221                 /*
222                  * Make sure we unmap all failed CPUs
223                  */
224                 if (physid_to_cpu(phys_id) == -1) {
225                         physid_clear(phys_id, phys_cpu_present_map);
226                         printk("phys CPU#%d not responding - " \
227                                 "cannot use it.\n", phys_id);
228                 }
229         }
230
231 smp_done:
232         Dprintk("Boot done.\n");
233 }
234
235 /*
236  * init_ipi_lock : Initialize IPI locks.
237  */
238 static void __init init_ipi_lock(void)
239 {
240         int ipi;
241
242         for (ipi = 0 ; ipi < NR_IPIS ; ipi++)
243                 spin_lock_init(&ipi_lock[ipi]);
244 }
245
246 /*==========================================================================*
247  * Name:         do_boot_cpu
248  *
249  * Description:  This routine boot up one AP.
250  *
251  * Born on Date: 2002.02.05
252  *
253  * Arguments:    phys_id - Target CPU physical ID
254  *
255  * Returns:      void (cannot fail)
256  *
257  * Modification log:
258  * Date       Who Description
259  * ---------- --- --------------------------------------------------------
260  * 2003-06-24 hy  modify for linux-2.5.69
261  *
262  *==========================================================================*/
263 static void __init do_boot_cpu(int phys_id)
264 {
265         struct task_struct *idle;
266         unsigned long send_status, boot_status;
267         int timeout, cpu_id;
268
269         cpu_id = ++cpucount;
270
271         /*
272          * We can't use kernel_thread since we must avoid to
273          * reschedule the child.
274          */
275         idle = fork_idle(cpu_id);
276         if (IS_ERR(idle))
277                 panic("failed fork for CPU#%d.", cpu_id);
278
279         idle->thread.lr = (unsigned long)start_secondary;
280
281         map_cpu_to_physid(cpu_id, phys_id);
282
283         /* So we see what's up   */
284         printk("Booting processor %d/%d\n", phys_id, cpu_id);
285         stack_start.spi = (void *)idle->thread.sp;
286         task_thread_info(idle)->cpu = cpu_id;
287
288         /*
289          * Send Startup IPI
290          *   1.IPI received by CPU#(phys_id).
291          *   2.CPU#(phys_id) enter startup_AP (arch/m32r/kernel/head.S)
292          *   3.CPU#(phys_id) enter start_secondary()
293          */
294         send_status = 0;
295         boot_status = 0;
296
297         cpu_set(phys_id, cpu_bootout_map);
298
299         /* Send Startup IPI */
300         send_IPI_mask_phys(cpumask_of_cpu(phys_id), CPU_BOOT_IPI, 0);
301
302         Dprintk("Waiting for send to finish...\n");
303         timeout = 0;
304
305         /* Wait 100[ms] */
306         do {
307                 Dprintk("+");
308                 udelay(1000);
309                 send_status = !cpu_isset(phys_id, cpu_bootin_map);
310         } while (send_status && (timeout++ < 100));
311
312         Dprintk("After Startup.\n");
313
314         if (!send_status) {
315                 /*
316                  * allow APs to start initializing.
317                  */
318                 Dprintk("Before Callout %d.\n", cpu_id);
319                 cpu_set(cpu_id, cpu_callout_map);
320                 Dprintk("After Callout %d.\n", cpu_id);
321
322                 /*
323                  * Wait 5s total for a response
324                  */
325                 for (timeout = 0; timeout < 5000; timeout++) {
326                         if (cpu_isset(cpu_id, cpu_callin_map))
327                                 break;  /* It has booted */
328                         udelay(1000);
329                 }
330
331                 if (cpu_isset(cpu_id, cpu_callin_map)) {
332                         /* number CPUs logically, starting from 1 (BSP is 0) */
333                         Dprintk("OK.\n");
334                 } else {
335                         boot_status = 1;
336                         printk("Not responding.\n");
337                 }
338         } else
339                 printk("IPI never delivered???\n");
340
341         if (send_status || boot_status) {
342                 unmap_cpu_to_physid(cpu_id, phys_id);
343                 cpu_clear(cpu_id, cpu_callout_map);
344                 cpu_clear(cpu_id, cpu_callin_map);
345                 cpu_clear(cpu_id, cpu_initialized);
346                 cpucount--;
347         }
348 }
349
350 int __cpuinit __cpu_up(unsigned int cpu_id)
351 {
352         int timeout;
353
354         cpu_set(cpu_id, smp_commenced_mask);
355
356         /*
357          * Wait 5s total for a response
358          */
359         for (timeout = 0; timeout < 5000; timeout++) {
360                 if (cpu_isset(cpu_id, cpu_online_map))
361                         break;
362                 udelay(1000);
363         }
364         if (!cpu_isset(cpu_id, cpu_online_map))
365                 BUG();
366
367         return 0;
368 }
369
370 void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
371 {
372         int cpu_id, timeout;
373         unsigned long bogosum = 0;
374
375         for (timeout = 0; timeout < 5000; timeout++) {
376                 if (cpus_equal(cpu_callin_map, cpu_online_map))
377                         break;
378                 udelay(1000);
379         }
380         if (!cpus_equal(cpu_callin_map, cpu_online_map))
381                 BUG();
382
383         for (cpu_id = 0 ; cpu_id < num_online_cpus() ; cpu_id++)
384                 show_cpu_info(cpu_id);
385
386         /*
387          * Allow the user to impress friends.
388          */
389         Dprintk("Before bogomips.\n");
390         if (cpucount) {
391                 for_each_cpu_mask(cpu_id, cpu_online_map)
392                         bogosum += cpu_data[cpu_id].loops_per_jiffy;
393
394                 printk(KERN_INFO "Total of %d processors activated " \
395                         "(%lu.%02lu BogoMIPS).\n", cpucount + 1,
396                         bogosum / (500000 / HZ),
397                         (bogosum / (5000 / HZ)) % 100);
398                 Dprintk("Before bogocount - setting activated=1.\n");
399         }
400 }
401
402 /*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*/
403 /* Activate a secondary processor Routines                                   */
404 /*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*/
405
406 /*==========================================================================*
407  * Name:         start_secondary
408  *
409  * Description:  This routine activate a secondary processor.
410  *
411  * Born on Date: 2002.02.05
412  *
413  * Arguments:    *unused - currently unused.
414  *
415  * Returns:      void (cannot fail)
416  *
417  * Modification log:
418  * Date       Who Description
419  * ---------- --- --------------------------------------------------------
420  * 2003-06-24 hy  modify for linux-2.5.69
421  *
422  *==========================================================================*/
423 int __init start_secondary(void *unused)
424 {
425         cpu_init();
426         preempt_disable();
427         smp_callin();
428         while (!cpu_isset(smp_processor_id(), smp_commenced_mask))
429                 cpu_relax();
430
431         smp_online();
432
433         /*
434          * low-memory mappings have been cleared, flush them from
435          * the local TLBs too.
436          */
437         local_flush_tlb_all();
438
439         cpu_idle();
440         return 0;
441 }
442
443 /*==========================================================================*
444  * Name:         smp_callin
445  *
446  * Description:  This routine activate a secondary processor.
447  *
448  * Born on Date: 2002.02.05
449  *
450  * Arguments:    NONE
451  *
452  * Returns:      void (cannot fail)
453  *
454  * Modification log:
455  * Date       Who Description
456  * ---------- --- --------------------------------------------------------
457  * 2003-06-24 hy  modify for linux-2.5.69
458  *
459  *==========================================================================*/
460 static void __init smp_callin(void)
461 {
462         int phys_id = hard_smp_processor_id();
463         int cpu_id = smp_processor_id();
464         unsigned long timeout;
465
466         if (cpu_isset(cpu_id, cpu_callin_map)) {
467                 printk("huh, phys CPU#%d, CPU#%d already present??\n",
468                         phys_id, cpu_id);
469                 BUG();
470         }
471         Dprintk("CPU#%d (phys ID: %d) waiting for CALLOUT\n", cpu_id, phys_id);
472
473         /* Waiting 2s total for startup (udelay is not yet working) */
474         timeout = jiffies + (2 * HZ);
475         while (time_before(jiffies, timeout)) {
476                 /* Has the boot CPU finished it's STARTUP sequence ? */
477                 if (cpu_isset(cpu_id, cpu_callout_map))
478                         break;
479                 cpu_relax();
480         }
481
482         if (!time_before(jiffies, timeout)) {
483                 printk("BUG: CPU#%d started up but did not get a callout!\n",
484                         cpu_id);
485                 BUG();
486         }
487
488         /* Allow the master to continue. */
489         cpu_set(cpu_id, cpu_callin_map);
490 }
491
492 static void __init smp_online(void)
493 {
494         int cpu_id = smp_processor_id();
495
496         notify_cpu_starting(cpu_id);
497
498         local_irq_enable();
499
500         /* Get our bogomips. */
501         calibrate_delay();
502
503         /* Save our processor parameters */
504         smp_store_cpu_info(cpu_id);
505
506         cpu_set(cpu_id, cpu_online_map);
507 }
508
509 /*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*/
510 /* Boot up CPUs common Routines                                              */
511 /*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*=*/
512 static void __init show_mp_info(int nr_cpu)
513 {
514         int i;
515         char cpu_model0[17], cpu_model1[17], cpu_ver[9];
516
517         strncpy(cpu_model0, (char *)M32R_FPGA_CPU_NAME_ADDR, 16);
518         strncpy(cpu_model1, (char *)M32R_FPGA_MODEL_ID_ADDR, 16);
519         strncpy(cpu_ver, (char *)M32R_FPGA_VERSION_ADDR, 8);
520
521         cpu_model0[16] = '\0';
522         for (i = 15 ; i >= 0 ; i--) {
523                 if (cpu_model0[i] != ' ')
524                         break;
525                 cpu_model0[i] = '\0';
526         }
527         cpu_model1[16] = '\0';
528         for (i = 15 ; i >= 0 ; i--) {
529                 if (cpu_model1[i] != ' ')
530                         break;
531                 cpu_model1[i] = '\0';
532         }
533         cpu_ver[8] = '\0';
534         for (i = 7 ; i >= 0 ; i--) {
535                 if (cpu_ver[i] != ' ')
536                         break;
537                 cpu_ver[i] = '\0';
538         }
539
540         printk(KERN_INFO "M32R-mp information\n");
541         printk(KERN_INFO "  On-chip CPUs : %d\n", nr_cpu);
542         printk(KERN_INFO "  CPU model : %s/%s(%s)\n", cpu_model0,
543                 cpu_model1, cpu_ver);
544 }
545
546 /*
547  * The bootstrap kernel entry code has set these up. Save them for
548  * a given CPU
549  */
550 static void __init smp_store_cpu_info(int cpu_id)
551 {
552         struct cpuinfo_m32r *ci = cpu_data + cpu_id;
553
554         *ci = boot_cpu_data;
555         ci->loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
556 }
557
558 static void __init show_cpu_info(int cpu_id)
559 {
560         struct cpuinfo_m32r *ci = &cpu_data[cpu_id];
561
562         printk("CPU#%d : ", cpu_id);
563
564 #define PRINT_CLOCK(name, value) \
565         printk(name " clock %d.%02dMHz", \
566                 ((value) / 1000000), ((value) % 1000000) / 10000)
567
568         PRINT_CLOCK("CPU", (int)ci->cpu_clock);
569         PRINT_CLOCK(", Bus", (int)ci->bus_clock);
570         printk(", loops_per_jiffy[%ld]\n", ci->loops_per_jiffy);
571 }
572
573 /*
574  * the frequency of the profiling timer can be changed
575  * by writing a multiplier value into /proc/profile.
576  */
577 int setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
578 {
579         int i;
580
581         /*
582          * Sanity check. [at least 500 APIC cycles should be
583          * between APIC interrupts as a rule of thumb, to avoid
584          * irqs flooding us]
585          */
586         if ( (!multiplier) || (calibration_result / multiplier < 500))
587                 return -EINVAL;
588
589         /*
590          * Set the new multiplier for each CPU. CPUs don't start using the
591          * new values until the next timer interrupt in which they do process
592          * accounting. At that time they also adjust their APIC timers
593          * accordingly.
594          */
595         for_each_possible_cpu(i)
596                 per_cpu(prof_multiplier, i) = multiplier;
597
598         return 0;
599 }
600
601 /* Initialize all maps between cpu number and apicids */
602 static void __init init_cpu_to_physid(void)
603 {
604         int  i;
605
606         for (i = 0 ; i < NR_CPUS ; i++) {
607                 cpu_2_physid[i] = -1;
608                 physid_2_cpu[i] = -1;
609         }
610 }
611
612 /*
613  * set up a mapping between cpu and apicid. Uses logical apicids for multiquad,
614  * else physical apic ids
615  */
616 static void __init map_cpu_to_physid(int cpu_id, int phys_id)
617 {
618         physid_2_cpu[phys_id] = cpu_id;
619         cpu_2_physid[cpu_id] = phys_id;
620 }
621
622 /*
623  * undo a mapping between cpu and apicid. Uses logical apicids for multiquad,
624  * else physical apic ids
625  */
626 static void __init unmap_cpu_to_physid(int cpu_id, int phys_id)
627 {
628         physid_2_cpu[phys_id] = -1;
629         cpu_2_physid[cpu_id] = -1;
630 }