04c7e1d36cea781713e979f5e2e0755a5c961e65
[linux-2.6.git] / arch / parisc / kernel / smp.c
1 /*
2 ** SMP Support
3 **
4 ** Copyright (C) 1999 Walt Drummond <drummond@valinux.com>
5 ** Copyright (C) 1999 David Mosberger-Tang <davidm@hpl.hp.com>
6 ** Copyright (C) 2001,2004 Grant Grundler <grundler@parisc-linux.org>
7 ** 
8 ** Lots of stuff stolen from arch/alpha/kernel/smp.c
9 ** ...and then parisc stole from arch/ia64/kernel/smp.c. Thanks David! :^)
10 **
11 ** Thanks to John Curry and Ullas Ponnadi. I learned a lot from their work.
12 ** -grant (1/12/2001)
13 **
14 **      This program is free software; you can redistribute it and/or modify
15 **      it under the terms of the GNU General Public License as published by
16 **      the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
17 **      (at your option) any later version.
18 */
19 #include <linux/types.h>
20 #include <linux/spinlock.h>
21 #include <linux/slab.h>
22
23 #include <linux/kernel.h>
24 #include <linux/module.h>
25 #include <linux/sched.h>
26 #include <linux/init.h>
27 #include <linux/interrupt.h>
28 #include <linux/smp.h>
29 #include <linux/kernel_stat.h>
30 #include <linux/mm.h>
31 #include <linux/delay.h>
32 #include <linux/bitops.h>
33
34 #include <asm/system.h>
35 #include <asm/atomic.h>
36 #include <asm/current.h>
37 #include <asm/delay.h>
38 #include <asm/tlbflush.h>
39
40 #include <asm/io.h>
41 #include <asm/irq.h>            /* for CPU_IRQ_REGION and friends */
42 #include <asm/mmu_context.h>
43 #include <asm/page.h>
44 #include <asm/pgtable.h>
45 #include <asm/pgalloc.h>
46 #include <asm/processor.h>
47 #include <asm/ptrace.h>
48 #include <asm/unistd.h>
49 #include <asm/cacheflush.h>
50
51 #undef DEBUG_SMP
52 #ifdef DEBUG_SMP
53 static int smp_debug_lvl = 0;
54 #define smp_debug(lvl, printargs...)            \
55                 if (lvl >= smp_debug_lvl)       \
56                         printk(printargs);
57 #else
58 #define smp_debug(lvl, ...)
59 #endif /* DEBUG_SMP */
60
61 DEFINE_SPINLOCK(smp_lock);
62
63 volatile struct task_struct *smp_init_current_idle_task;
64
65 static volatile int cpu_now_booting __read_mostly = 0;  /* track which CPU is booting */
66
67 static int parisc_max_cpus __read_mostly = 1;
68
69 /* online cpus are ones that we've managed to bring up completely
70  * possible cpus are all valid cpu 
71  * present cpus are all detected cpu
72  *
73  * On startup we bring up the "possible" cpus. Since we discover
74  * CPUs later, we add them as hotplug, so the possible cpu mask is
75  * empty in the beginning.
76  */
77
78 cpumask_t cpu_online_map   __read_mostly = CPU_MASK_NONE;       /* Bitmap of online CPUs */
79 cpumask_t cpu_possible_map __read_mostly = CPU_MASK_ALL;        /* Bitmap of Present CPUs */
80
81 EXPORT_SYMBOL(cpu_online_map);
82 EXPORT_SYMBOL(cpu_possible_map);
83
84 DEFINE_PER_CPU(spinlock_t, ipi_lock) = SPIN_LOCK_UNLOCKED;
85
86 struct smp_call_struct {
87         void (*func) (void *info);
88         void *info;
89         long wait;
90         atomic_t unstarted_count;
91         atomic_t unfinished_count;
92 };
93 static volatile struct smp_call_struct *smp_call_function_data;
94
95 enum ipi_message_type {
96         IPI_NOP=0,
97         IPI_RESCHEDULE=1,
98         IPI_CALL_FUNC,
99         IPI_CPU_START,
100         IPI_CPU_STOP,
101         IPI_CPU_TEST
102 };
103
104
105 /********** SMP inter processor interrupt and communication routines */
106
107 #undef PER_CPU_IRQ_REGION
108 #ifdef PER_CPU_IRQ_REGION
109 /* XXX REVISIT Ignore for now.
110 **    *May* need this "hook" to register IPI handler
111 **    once we have perCPU ExtIntr switch tables.
112 */
113 static void
114 ipi_init(int cpuid)
115 {
116 #error verify IRQ_OFFSET(IPI_IRQ) is ipi_interrupt() in new IRQ region
117
118         if(cpu_online(cpuid) )
119         {
120                 switch_to_idle_task(current);
121         }
122
123         return;
124 }
125 #endif
126
127
128 /*
129 ** Yoink this CPU from the runnable list... 
130 **
131 */
132 static void
133 halt_processor(void) 
134 {
135         /* REVISIT : redirect I/O Interrupts to another CPU? */
136         /* REVISIT : does PM *know* this CPU isn't available? */
137         cpu_clear(smp_processor_id(), cpu_online_map);
138         local_irq_disable();
139         for (;;)
140                 ;
141 }
142
143
144 irqreturn_t
145 ipi_interrupt(int irq, void *dev_id) 
146 {
147         int this_cpu = smp_processor_id();
148         struct cpuinfo_parisc *p = &cpu_data[this_cpu];
149         unsigned long ops;
150         unsigned long flags;
151
152         /* Count this now; we may make a call that never returns. */
153         p->ipi_count++;
154
155         mb();   /* Order interrupt and bit testing. */
156
157         for (;;) {
158                 spinlock_t *lock = &per_cpu(ipi_lock, this_cpu);
159                 spin_lock_irqsave(lock, flags);
160                 ops = p->pending_ipi;
161                 p->pending_ipi = 0;
162                 spin_unlock_irqrestore(lock, flags);
163
164                 mb(); /* Order bit clearing and data access. */
165
166                 if (!ops)
167                     break;
168
169                 while (ops) {
170                         unsigned long which = ffz(~ops);
171
172                         ops &= ~(1 << which);
173
174                         switch (which) {
175                         case IPI_NOP:
176                                 smp_debug(100, KERN_DEBUG "CPU%d IPI_NOP\n", this_cpu);
177                                 break;
178                                 
179                         case IPI_RESCHEDULE:
180                                 smp_debug(100, KERN_DEBUG "CPU%d IPI_RESCHEDULE\n", this_cpu);
181                                 /*
182                                  * Reschedule callback.  Everything to be
183                                  * done is done by the interrupt return path.
184                                  */
185                                 break;
186
187                         case IPI_CALL_FUNC:
188                                 smp_debug(100, KERN_DEBUG "CPU%d IPI_CALL_FUNC\n", this_cpu);
189                                 {
190                                         volatile struct smp_call_struct *data;
191                                         void (*func)(void *info);
192                                         void *info;
193                                         int wait;
194
195                                         data = smp_call_function_data;
196                                         func = data->func;
197                                         info = data->info;
198                                         wait = data->wait;
199
200                                         mb();
201                                         atomic_dec ((atomic_t *)&data->unstarted_count);
202
203                                         /* At this point, *data can't
204                                          * be relied upon.
205                                          */
206
207                                         (*func)(info);
208
209                                         /* Notify the sending CPU that the
210                                          * task is done.
211                                          */
212                                         mb();
213                                         if (wait)
214                                                 atomic_dec ((atomic_t *)&data->unfinished_count);
215                                 }
216                                 break;
217
218                         case IPI_CPU_START:
219                                 smp_debug(100, KERN_DEBUG "CPU%d IPI_CPU_START\n", this_cpu);
220                                 break;
221
222                         case IPI_CPU_STOP:
223                                 smp_debug(100, KERN_DEBUG "CPU%d IPI_CPU_STOP\n", this_cpu);
224                                 halt_processor();
225                                 break;
226
227                         case IPI_CPU_TEST:
228                                 smp_debug(100, KERN_DEBUG "CPU%d is alive!\n", this_cpu);
229                                 break;
230
231                         default:
232                                 printk(KERN_CRIT "Unknown IPI num on CPU%d: %lu\n",
233                                         this_cpu, which);
234                                 return IRQ_NONE;
235                         } /* Switch */
236                 /* let in any pending interrupts */
237                 local_irq_enable();
238                 local_irq_disable();
239                 } /* while (ops) */
240         }
241         return IRQ_HANDLED;
242 }
243
244
245 static inline void
246 ipi_send(int cpu, enum ipi_message_type op)
247 {
248         struct cpuinfo_parisc *p = &cpu_data[cpu];
249         spinlock_t *lock = &per_cpu(ipi_lock, cpu);
250         unsigned long flags;
251
252         spin_lock_irqsave(lock, flags);
253         p->pending_ipi |= 1 << op;
254         gsc_writel(IPI_IRQ - CPU_IRQ_BASE, cpu_data[cpu].hpa);
255         spin_unlock_irqrestore(lock, flags);
256 }
257
258
259 static inline void
260 send_IPI_single(int dest_cpu, enum ipi_message_type op)
261 {
262         if (dest_cpu == NO_PROC_ID) {
263                 BUG();
264                 return;
265         }
266
267         ipi_send(dest_cpu, op);
268 }
269
270 static inline void
271 send_IPI_allbutself(enum ipi_message_type op)
272 {
273         int i;
274         
275         for_each_online_cpu(i) {
276                 if (i != smp_processor_id())
277                         send_IPI_single(i, op);
278         }
279 }
280
281
282 inline void 
283 smp_send_stop(void)     { send_IPI_allbutself(IPI_CPU_STOP); }
284
285 static inline void
286 smp_send_start(void)    { send_IPI_allbutself(IPI_CPU_START); }
287
288 void 
289 smp_send_reschedule(int cpu) { send_IPI_single(cpu, IPI_RESCHEDULE); }
290
291 void
292 smp_send_all_nop(void)
293 {
294         send_IPI_allbutself(IPI_NOP);
295 }
296
297
298 /**
299  * Run a function on all other CPUs.
300  *  <func>      The function to run. This must be fast and non-blocking.
301  *  <info>      An arbitrary pointer to pass to the function.
302  *  <retry>     If true, keep retrying until ready.
303  *  <wait>      If true, wait until function has completed on other CPUs.
304  *  [RETURNS]   0 on success, else a negative status code.
305  *
306  * Does not return until remote CPUs are nearly ready to execute <func>
307  * or have executed.
308  */
309
310 int
311 smp_call_function (void (*func) (void *info), void *info, int retry, int wait)
312 {
313         struct smp_call_struct data;
314         unsigned long timeout;
315         static DEFINE_SPINLOCK(lock);
316         int retries = 0;
317
318         if (num_online_cpus() < 2)
319                 return 0;
320
321         /* Can deadlock when called with interrupts disabled */
322         WARN_ON(irqs_disabled());
323
324         /* can also deadlock if IPIs are disabled */
325         WARN_ON((get_eiem() & (1UL<<(CPU_IRQ_MAX - IPI_IRQ))) == 0);
326
327         
328         data.func = func;
329         data.info = info;
330         data.wait = wait;
331         atomic_set(&data.unstarted_count, num_online_cpus() - 1);
332         atomic_set(&data.unfinished_count, num_online_cpus() - 1);
333
334         if (retry) {
335                 spin_lock (&lock);
336                 while (smp_call_function_data != 0)
337                         barrier();
338         }
339         else {
340                 spin_lock (&lock);
341                 if (smp_call_function_data) {
342                         spin_unlock (&lock);
343                         return -EBUSY;
344                 }
345         }
346
347         smp_call_function_data = &data;
348         spin_unlock (&lock);
349         
350         /*  Send a message to all other CPUs and wait for them to respond  */
351         send_IPI_allbutself(IPI_CALL_FUNC);
352
353  retry:
354         /*  Wait for response  */
355         timeout = jiffies + HZ;
356         while ( (atomic_read (&data.unstarted_count) > 0) &&
357                 time_before (jiffies, timeout) )
358                 barrier ();
359
360         if (atomic_read (&data.unstarted_count) > 0) {
361                 printk(KERN_CRIT "SMP CALL FUNCTION TIMED OUT! (cpu=%d), try %d\n",
362                       smp_processor_id(), ++retries);
363                 goto retry;
364         }
365         /* We either got one or timed out. Release the lock */
366
367         mb();
368         smp_call_function_data = NULL;
369
370         while (wait && atomic_read (&data.unfinished_count) > 0)
371                         barrier ();
372
373         return 0;
374 }
375
376 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function);
377
378 /*
379  * Flush all other CPU's tlb and then mine.  Do this with on_each_cpu()
380  * as we want to ensure all TLB's flushed before proceeding.
381  */
382
383 void
384 smp_flush_tlb_all(void)
385 {
386         on_each_cpu(flush_tlb_all_local, NULL, 1, 1);
387 }
388
389 /*
390  * Called by secondaries to update state and initialize CPU registers.
391  */
392 static void __init
393 smp_cpu_init(int cpunum)
394 {
395         extern int init_per_cpu(int);  /* arch/parisc/kernel/processor.c */
396         extern void init_IRQ(void);    /* arch/parisc/kernel/irq.c */
397         extern void start_cpu_itimer(void); /* arch/parisc/kernel/time.c */
398
399         /* Set modes and Enable floating point coprocessor */
400         (void) init_per_cpu(cpunum);
401
402         disable_sr_hashing();
403
404         mb();
405
406         /* Well, support 2.4 linux scheme as well. */
407         if (cpu_test_and_set(cpunum, cpu_online_map))
408         {
409                 extern void machine_halt(void); /* arch/parisc.../process.c */
410
411                 printk(KERN_CRIT "CPU#%d already initialized!\n", cpunum);
412                 machine_halt();
413         }  
414
415         /* Initialise the idle task for this CPU */
416         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
417         current->active_mm = &init_mm;
418         if(current->mm)
419                 BUG();
420         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
421
422         init_IRQ();   /* make sure no IRQs are enabled or pending */
423         start_cpu_itimer();
424 }
425
426
427 /*
428  * Slaves start using C here. Indirectly called from smp_slave_stext.
429  * Do what start_kernel() and main() do for boot strap processor (aka monarch)
430  */
431 void __init smp_callin(void)
432 {
433         int slave_id = cpu_now_booting;
434 #if 0
435         void *istack;
436 #endif
437
438         smp_cpu_init(slave_id);
439         preempt_disable();
440
441 #if 0   /* NOT WORKING YET - see entry.S */
442         istack = (void *)__get_free_pages(GFP_KERNEL,ISTACK_ORDER);
443         if (istack == NULL) {
444             printk(KERN_CRIT "Failed to allocate interrupt stack for cpu %d\n",slave_id);
445             BUG();
446         }
447         mtctl(istack,31);
448 #endif
449
450         flush_cache_all_local(); /* start with known state */
451         flush_tlb_all_local(NULL);
452
453         local_irq_enable();  /* Interrupts have been off until now */
454
455         cpu_idle();      /* Wait for timer to schedule some work */
456
457         /* NOTREACHED */
458         panic("smp_callin() AAAAaaaaahhhh....\n");
459 }
460
461 /*
462  * Bring one cpu online.
463  */
464 int __cpuinit smp_boot_one_cpu(int cpuid)
465 {
466         struct task_struct *idle;
467         long timeout;
468
469         /* 
470          * Create an idle task for this CPU.  Note the address wed* give 
471          * to kernel_thread is irrelevant -- it's going to start
472          * where OS_BOOT_RENDEVZ vector in SAL says to start.  But
473          * this gets all the other task-y sort of data structures set
474          * up like we wish.   We need to pull the just created idle task 
475          * off the run queue and stuff it into the init_tasks[] array.  
476          * Sheesh . . .
477          */
478
479         idle = fork_idle(cpuid);
480         if (IS_ERR(idle))
481                 panic("SMP: fork failed for CPU:%d", cpuid);
482
483         task_thread_info(idle)->cpu = cpuid;
484
485         /* Let _start know what logical CPU we're booting
486         ** (offset into init_tasks[],cpu_data[])
487         */
488         cpu_now_booting = cpuid;
489
490         /* 
491         ** boot strap code needs to know the task address since
492         ** it also contains the process stack.
493         */
494         smp_init_current_idle_task = idle ;
495         mb();
496
497         printk("Releasing cpu %d now, hpa=%lx\n", cpuid, cpu_data[cpuid].hpa);
498
499         /*
500         ** This gets PDC to release the CPU from a very tight loop.
501         **
502         ** From the PA-RISC 2.0 Firmware Architecture Reference Specification:
503         ** "The MEM_RENDEZ vector specifies the location of OS_RENDEZ which 
504         ** is executed after receiving the rendezvous signal (an interrupt to 
505         ** EIR{0}). MEM_RENDEZ is valid only when it is nonzero and the 
506         ** contents of memory are valid."
507         */
508         gsc_writel(TIMER_IRQ - CPU_IRQ_BASE, cpu_data[cpuid].hpa);
509         mb();
510
511         /* 
512          * OK, wait a bit for that CPU to finish staggering about. 
513          * Slave will set a bit when it reaches smp_cpu_init().
514          * Once the "monarch CPU" sees the bit change, it can move on.
515          */
516         for (timeout = 0; timeout < 10000; timeout++) {
517                 if(cpu_online(cpuid)) {
518                         /* Which implies Slave has started up */
519                         cpu_now_booting = 0;
520                         smp_init_current_idle_task = NULL;
521                         goto alive ;
522                 }
523                 udelay(100);
524                 barrier();
525         }
526
527         put_task_struct(idle);
528         idle = NULL;
529
530         printk(KERN_CRIT "SMP: CPU:%d is stuck.\n", cpuid);
531         return -1;
532
533 alive:
534         /* Remember the Slave data */
535         smp_debug(100, KERN_DEBUG "SMP: CPU:%d came alive after %ld _us\n",
536                 cpuid, timeout * 100);
537         return 0;
538 }
539
540 void __devinit smp_prepare_boot_cpu(void)
541 {
542         int bootstrap_processor=cpu_data[0].cpuid;      /* CPU ID of BSP */
543
544         /* Setup BSP mappings */
545         printk("SMP: bootstrap CPU ID is %d\n",bootstrap_processor);
546
547         cpu_set(bootstrap_processor, cpu_online_map);
548         cpu_set(bootstrap_processor, cpu_present_map);
549 }
550
551
552
553 /*
554 ** inventory.c:do_inventory() hasn't yet been run and thus we
555 ** don't 'discover' the additional CPUs until later.
556 */
557 void __init smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
558 {
559         cpus_clear(cpu_present_map);
560         cpu_set(0, cpu_present_map);
561
562         parisc_max_cpus = max_cpus;
563         if (!max_cpus)
564                 printk(KERN_INFO "SMP mode deactivated.\n");
565 }
566
567
568 void smp_cpus_done(unsigned int cpu_max)
569 {
570         return;
571 }
572
573
574 int __cpuinit __cpu_up(unsigned int cpu)
575 {
576         if (cpu != 0 && cpu < parisc_max_cpus)
577                 smp_boot_one_cpu(cpu);
578
579         return cpu_online(cpu) ? 0 : -ENOSYS;
580 }
581
582 #ifdef CONFIG_PROC_FS
583 int __init
584 setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
585 {
586         return -EINVAL;
587 }
588 #endif