9b28c238b6c0f4b2025dfb8ac5be28857cf3136e
[linux-2.6.git] / arch / powerpc / kernel / smp.c
1 /*
2  * SMP support for ppc.
3  *
4  * Written by Cort Dougan (cort@cs.nmt.edu) borrowing a great
5  * deal of code from the sparc and intel versions.
6  *
7  * Copyright (C) 1999 Cort Dougan <cort@cs.nmt.edu>
8  *
9  * PowerPC-64 Support added by Dave Engebretsen, Peter Bergner, and
10  * Mike Corrigan {engebret|bergner|mikec}@us.ibm.com
11  *
12  *      This program is free software; you can redistribute it and/or
13  *      modify it under the terms of the GNU General Public License
14  *      as published by the Free Software Foundation; either version
15  *      2 of the License, or (at your option) any later version.
16  */
17
18 #undef DEBUG
19
20 #include <linux/kernel.h>
21 #include <linux/module.h>
22 #include <linux/sched.h>
23 #include <linux/smp.h>
24 #include <linux/interrupt.h>
25 #include <linux/delay.h>
26 #include <linux/init.h>
27 #include <linux/spinlock.h>
28 #include <linux/cache.h>
29 #include <linux/err.h>
30 #include <linux/sysdev.h>
31 #include <linux/cpu.h>
32 #include <linux/notifier.h>
33 #include <linux/topology.h>
34
35 #include <asm/ptrace.h>
36 #include <asm/atomic.h>
37 #include <asm/irq.h>
38 #include <asm/page.h>
39 #include <asm/pgtable.h>
40 #include <asm/prom.h>
41 #include <asm/smp.h>
42 #include <asm/time.h>
43 #include <asm/machdep.h>
44 #include <asm/cputable.h>
45 #include <asm/system.h>
46 #include <asm/mpic.h>
47 #include <asm/vdso_datapage.h>
48 #ifdef CONFIG_PPC64
49 #include <asm/paca.h>
50 #endif
51
52 #ifdef DEBUG
53 #include <asm/udbg.h>
54 #define DBG(fmt...) udbg_printf(fmt)
55 #else
56 #define DBG(fmt...)
57 #endif
58
59 int smp_hw_index[NR_CPUS];
60 struct thread_info *secondary_ti;
61
62 cpumask_t cpu_possible_map = CPU_MASK_NONE;
63 cpumask_t cpu_online_map = CPU_MASK_NONE;
64 cpumask_t cpu_sibling_map[NR_CPUS] = { [0 ... NR_CPUS-1] = CPU_MASK_NONE };
65
66 EXPORT_SYMBOL(cpu_online_map);
67 EXPORT_SYMBOL(cpu_possible_map);
68 EXPORT_SYMBOL(cpu_sibling_map);
69
70 /* SMP operations for this machine */
71 struct smp_ops_t *smp_ops;
72
73 static volatile unsigned int cpu_callin_map[NR_CPUS];
74
75 void smp_call_function_interrupt(void);
76
77 int smt_enabled_at_boot = 1;
78
79 static void (*crash_ipi_function_ptr)(struct pt_regs *) = NULL;
80
81 #ifdef CONFIG_MPIC
82 int __init smp_mpic_probe(void)
83 {
84         int nr_cpus;
85
86         DBG("smp_mpic_probe()...\n");
87
88         nr_cpus = cpus_weight(cpu_possible_map);
89
90         DBG("nr_cpus: %d\n", nr_cpus);
91
92         if (nr_cpus > 1)
93                 mpic_request_ipis();
94
95         return nr_cpus;
96 }
97
98 void __devinit smp_mpic_setup_cpu(int cpu)
99 {
100         mpic_setup_this_cpu();
101 }
102 #endif /* CONFIG_MPIC */
103
104 #ifdef CONFIG_PPC64
105 void __devinit smp_generic_kick_cpu(int nr)
106 {
107         BUG_ON(nr < 0 || nr >= NR_CPUS);
108
109         /*
110          * The processor is currently spinning, waiting for the
111          * cpu_start field to become non-zero After we set cpu_start,
112          * the processor will continue on to secondary_start
113          */
114         paca[nr].cpu_start = 1;
115         smp_mb();
116 }
117 #endif
118
119 void smp_message_recv(int msg)
120 {
121         switch(msg) {
122         case PPC_MSG_CALL_FUNCTION:
123                 smp_call_function_interrupt();
124                 break;
125         case PPC_MSG_RESCHEDULE:
126                 /* XXX Do we have to do this? */
127                 set_need_resched();
128                 break;
129         case PPC_MSG_DEBUGGER_BREAK:
130                 if (crash_ipi_function_ptr) {
131                         crash_ipi_function_ptr(get_irq_regs());
132                         break;
133                 }
134 #ifdef CONFIG_DEBUGGER
135                 debugger_ipi(get_irq_regs());
136                 break;
137 #endif /* CONFIG_DEBUGGER */
138                 /* FALLTHROUGH */
139         default:
140                 printk("SMP %d: smp_message_recv(): unknown msg %d\n",
141                        smp_processor_id(), msg);
142                 break;
143         }
144 }
145
146 void smp_send_reschedule(int cpu)
147 {
148         if (likely(smp_ops))
149                 smp_ops->message_pass(cpu, PPC_MSG_RESCHEDULE);
150 }
151
152 #ifdef CONFIG_DEBUGGER
153 void smp_send_debugger_break(int cpu)
154 {
155         if (likely(smp_ops))
156                 smp_ops->message_pass(cpu, PPC_MSG_DEBUGGER_BREAK);
157 }
158 #endif
159
160 #ifdef CONFIG_KEXEC
161 void crash_send_ipi(void (*crash_ipi_callback)(struct pt_regs *))
162 {
163         crash_ipi_function_ptr = crash_ipi_callback;
164         if (crash_ipi_callback && smp_ops) {
165                 mb();
166                 smp_ops->message_pass(MSG_ALL_BUT_SELF, PPC_MSG_DEBUGGER_BREAK);
167         }
168 }
169 #endif
170
171 static void stop_this_cpu(void *dummy)
172 {
173         local_irq_disable();
174         while (1)
175                 ;
176 }
177
178 void smp_send_stop(void)
179 {
180         smp_call_function(stop_this_cpu, NULL, 1, 0);
181 }
182
183 /*
184  * Structure and data for smp_call_function(). This is designed to minimise
185  * static memory requirements. It also looks cleaner.
186  * Stolen from the i386 version.
187  */
188 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(call_lock);
189
190 static struct call_data_struct {
191         void (*func) (void *info);
192         void *info;
193         atomic_t started;
194         atomic_t finished;
195         int wait;
196 } *call_data;
197
198 /* delay of at least 8 seconds */
199 #define SMP_CALL_TIMEOUT        8
200
201 /*
202  * This function sends a 'generic call function' IPI to all other CPUs
203  * in the system.
204  *
205  * [SUMMARY] Run a function on all other CPUs.
206  * <func> The function to run. This must be fast and non-blocking.
207  * <info> An arbitrary pointer to pass to the function.
208  * <nonatomic> currently unused.
209  * <wait> If true, wait (atomically) until function has completed on other CPUs.
210  * [RETURNS] 0 on success, else a negative status code. Does not return until
211  * remote CPUs are nearly ready to execute <<func>> or are or have executed.
212  *
213  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
214  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler.
215  */
216 int smp_call_function (void (*func) (void *info), void *info, int nonatomic,
217                        int wait)
218
219         struct call_data_struct data;
220         int ret = -1, cpus;
221         u64 timeout;
222
223         /* Can deadlock when called with interrupts disabled */
224         WARN_ON(irqs_disabled());
225
226         if (unlikely(smp_ops == NULL))
227                 return -1;
228
229         data.func = func;
230         data.info = info;
231         atomic_set(&data.started, 0);
232         data.wait = wait;
233         if (wait)
234                 atomic_set(&data.finished, 0);
235
236         spin_lock(&call_lock);
237         /* Must grab online cpu count with preempt disabled, otherwise
238          * it can change. */
239         cpus = num_online_cpus() - 1;
240         if (!cpus) {
241                 ret = 0;
242                 goto out;
243         }
244
245         call_data = &data;
246         smp_wmb();
247         /* Send a message to all other CPUs and wait for them to respond */
248         smp_ops->message_pass(MSG_ALL_BUT_SELF, PPC_MSG_CALL_FUNCTION);
249
250         timeout = get_tb() + (u64) SMP_CALL_TIMEOUT * tb_ticks_per_sec;
251
252         /* Wait for response */
253         while (atomic_read(&data.started) != cpus) {
254                 HMT_low();
255                 if (get_tb() >= timeout) {
256                         printk("smp_call_function on cpu %d: other cpus not "
257                                "responding (%d)\n", smp_processor_id(),
258                                atomic_read(&data.started));
259                         debugger(NULL);
260                         goto out;
261                 }
262         }
263
264         if (wait) {
265                 while (atomic_read(&data.finished) != cpus) {
266                         HMT_low();
267                         if (get_tb() >= timeout) {
268                                 printk("smp_call_function on cpu %d: other "
269                                        "cpus not finishing (%d/%d)\n",
270                                        smp_processor_id(),
271                                        atomic_read(&data.finished),
272                                        atomic_read(&data.started));
273                                 debugger(NULL);
274                                 goto out;
275                         }
276                 }
277         }
278
279         ret = 0;
280
281  out:
282         call_data = NULL;
283         HMT_medium();
284         spin_unlock(&call_lock);
285         return ret;
286 }
287
288 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function);
289
290 void smp_call_function_interrupt(void)
291 {
292         void (*func) (void *info);
293         void *info;
294         int wait;
295
296         /* call_data will be NULL if the sender timed out while
297          * waiting on us to receive the call.
298          */
299         if (!call_data)
300                 return;
301
302         func = call_data->func;
303         info = call_data->info;
304         wait = call_data->wait;
305
306         if (!wait)
307                 smp_mb__before_atomic_inc();
308
309         /*
310          * Notify initiating CPU that I've grabbed the data and am
311          * about to execute the function
312          */
313         atomic_inc(&call_data->started);
314         /*
315          * At this point the info structure may be out of scope unless wait==1
316          */
317         (*func)(info);
318         if (wait) {
319                 smp_mb__before_atomic_inc();
320                 atomic_inc(&call_data->finished);
321         }
322 }
323
324 extern struct gettimeofday_struct do_gtod;
325
326 struct thread_info *current_set[NR_CPUS];
327
328 DECLARE_PER_CPU(unsigned int, pvr);
329
330 static void __devinit smp_store_cpu_info(int id)
331 {
332         per_cpu(pvr, id) = mfspr(SPRN_PVR);
333 }
334
335 static void __init smp_create_idle(unsigned int cpu)
336 {
337         struct task_struct *p;
338
339         /* create a process for the processor */
340         p = fork_idle(cpu);
341         if (IS_ERR(p))
342                 panic("failed fork for CPU %u: %li", cpu, PTR_ERR(p));
343 #ifdef CONFIG_PPC64
344         paca[cpu].__current = p;
345 #endif
346         current_set[cpu] = task_thread_info(p);
347         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
348 }
349
350 void __init smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
351 {
352         unsigned int cpu;
353
354         DBG("smp_prepare_cpus\n");
355
356         /* 
357          * setup_cpu may need to be called on the boot cpu. We havent
358          * spun any cpus up but lets be paranoid.
359          */
360         BUG_ON(boot_cpuid != smp_processor_id());
361
362         /* Fixup boot cpu */
363         smp_store_cpu_info(boot_cpuid);
364         cpu_callin_map[boot_cpuid] = 1;
365
366         if (smp_ops)
367                 max_cpus = smp_ops->probe();
368         else
369                 max_cpus = 1;
370  
371         smp_space_timers(max_cpus);
372
373         for_each_possible_cpu(cpu)
374                 if (cpu != boot_cpuid)
375                         smp_create_idle(cpu);
376 }
377
378 void __devinit smp_prepare_boot_cpu(void)
379 {
380         BUG_ON(smp_processor_id() != boot_cpuid);
381
382         cpu_set(boot_cpuid, cpu_online_map);
383 #ifdef CONFIG_PPC64
384         paca[boot_cpuid].__current = current;
385 #endif
386         current_set[boot_cpuid] = task_thread_info(current);
387 }
388
389 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
390 /* State of each CPU during hotplug phases */
391 DEFINE_PER_CPU(int, cpu_state) = { 0 };
392
393 int generic_cpu_disable(void)
394 {
395         unsigned int cpu = smp_processor_id();
396
397         if (cpu == boot_cpuid)
398                 return -EBUSY;
399
400         cpu_clear(cpu, cpu_online_map);
401 #ifdef CONFIG_PPC64
402         vdso_data->processorCount--;
403         fixup_irqs(cpu_online_map);
404 #endif
405         return 0;
406 }
407
408 int generic_cpu_enable(unsigned int cpu)
409 {
410         /* Do the normal bootup if we haven't
411          * already bootstrapped. */
412         if (system_state != SYSTEM_RUNNING)
413                 return -ENOSYS;
414
415         /* get the target out of it's holding state */
416         per_cpu(cpu_state, cpu) = CPU_UP_PREPARE;
417         smp_wmb();
418
419         while (!cpu_online(cpu))
420                 cpu_relax();
421
422 #ifdef CONFIG_PPC64
423         fixup_irqs(cpu_online_map);
424         /* counter the irq disable in fixup_irqs */
425         local_irq_enable();
426 #endif
427         return 0;
428 }
429
430 void generic_cpu_die(unsigned int cpu)
431 {
432         int i;
433
434         for (i = 0; i < 100; i++) {
435                 smp_rmb();
436                 if (per_cpu(cpu_state, cpu) == CPU_DEAD)
437                         return;
438                 msleep(100);
439         }
440         printk(KERN_ERR "CPU%d didn't die...\n", cpu);
441 }
442
443 void generic_mach_cpu_die(void)
444 {
445         unsigned int cpu;
446
447         local_irq_disable();
448         cpu = smp_processor_id();
449         printk(KERN_DEBUG "CPU%d offline\n", cpu);
450         __get_cpu_var(cpu_state) = CPU_DEAD;
451         smp_wmb();
452         while (__get_cpu_var(cpu_state) != CPU_UP_PREPARE)
453                 cpu_relax();
454
455 #ifdef CONFIG_PPC64
456         flush_tlb_pending();
457 #endif
458         cpu_set(cpu, cpu_online_map);
459         local_irq_enable();
460 }
461 #endif
462
463 static int __devinit cpu_enable(unsigned int cpu)
464 {
465         if (smp_ops && smp_ops->cpu_enable)
466                 return smp_ops->cpu_enable(cpu);
467
468         return -ENOSYS;
469 }
470
471 int __devinit __cpu_up(unsigned int cpu)
472 {
473         int c;
474
475         secondary_ti = current_set[cpu];
476         if (!cpu_enable(cpu))
477                 return 0;
478
479         if (smp_ops == NULL ||
480             (smp_ops->cpu_bootable && !smp_ops->cpu_bootable(cpu)))
481                 return -EINVAL;
482
483         /* Make sure callin-map entry is 0 (can be leftover a CPU
484          * hotplug
485          */
486         cpu_callin_map[cpu] = 0;
487
488         /* The information for processor bringup must
489          * be written out to main store before we release
490          * the processor.
491          */
492         smp_mb();
493
494         /* wake up cpus */
495         DBG("smp: kicking cpu %d\n", cpu);
496         smp_ops->kick_cpu(cpu);
497
498         /*
499          * wait to see if the cpu made a callin (is actually up).
500          * use this value that I found through experimentation.
501          * -- Cort
502          */
503         if (system_state < SYSTEM_RUNNING)
504                 for (c = 50000; c && !cpu_callin_map[cpu]; c--)
505                         udelay(100);
506 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
507         else
508                 /*
509                  * CPUs can take much longer to come up in the
510                  * hotplug case.  Wait five seconds.
511                  */
512                 for (c = 25; c && !cpu_callin_map[cpu]; c--) {
513                         msleep(200);
514                 }
515 #endif
516
517         if (!cpu_callin_map[cpu]) {
518                 printk("Processor %u is stuck.\n", cpu);
519                 return -ENOENT;
520         }
521
522         printk("Processor %u found.\n", cpu);
523
524         if (smp_ops->give_timebase)
525                 smp_ops->give_timebase();
526
527         /* Wait until cpu puts itself in the online map */
528         while (!cpu_online(cpu))
529                 cpu_relax();
530
531         return 0;
532 }
533
534
535 /* Activate a secondary processor. */
536 int __devinit start_secondary(void *unused)
537 {
538         unsigned int cpu = smp_processor_id();
539
540         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
541         current->active_mm = &init_mm;
542
543         smp_store_cpu_info(cpu);
544         set_dec(tb_ticks_per_jiffy);
545         preempt_disable();
546         cpu_callin_map[cpu] = 1;
547
548         smp_ops->setup_cpu(cpu);
549         if (smp_ops->take_timebase)
550                 smp_ops->take_timebase();
551
552         if (system_state > SYSTEM_BOOTING)
553                 snapshot_timebase();
554
555         spin_lock(&call_lock);
556         cpu_set(cpu, cpu_online_map);
557         spin_unlock(&call_lock);
558
559         local_irq_enable();
560
561         cpu_idle();
562         return 0;
563 }
564
565 int setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
566 {
567         return 0;
568 }
569
570 void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
571 {
572         cpumask_t old_mask;
573
574         /* We want the setup_cpu() here to be called from CPU 0, but our
575          * init thread may have been "borrowed" by another CPU in the meantime
576          * se we pin us down to CPU 0 for a short while
577          */
578         old_mask = current->cpus_allowed;
579         set_cpus_allowed(current, cpumask_of_cpu(boot_cpuid));
580         
581         if (smp_ops)
582                 smp_ops->setup_cpu(boot_cpuid);
583
584         set_cpus_allowed(current, old_mask);
585
586         snapshot_timebases();
587
588         dump_numa_cpu_topology();
589 }
590
591 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
592 int __cpu_disable(void)
593 {
594         if (smp_ops->cpu_disable)
595                 return smp_ops->cpu_disable();
596
597         return -ENOSYS;
598 }
599
600 void __cpu_die(unsigned int cpu)
601 {
602         if (smp_ops->cpu_die)
603                 smp_ops->cpu_die(cpu);
604 }
605 #endif