powerpc: Fixes for 32-bit powermac SMP
[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/config.h>
21 #include <linux/kernel.h>
22 #include <linux/module.h>
23 #include <linux/sched.h>
24 #include <linux/smp.h>
25 #include <linux/interrupt.h>
26 #include <linux/delay.h>
27 #include <linux/init.h>
28 #include <linux/spinlock.h>
29 #include <linux/cache.h>
30 #include <linux/err.h>
31 #include <linux/sysdev.h>
32 #include <linux/cpu.h>
33 #include <linux/notifier.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/systemcfg.h>
48 #ifdef CONFIG_PPC64
49 #include <asm/paca.h>
50 #endif
51
52 int smp_hw_index[NR_CPUS];
53 struct thread_info *secondary_ti;
54
55 #ifdef DEBUG
56 #define DBG(fmt...) udbg_printf(fmt)
57 #else
58 #define DBG(fmt...)
59 #endif
60
61 cpumask_t cpu_possible_map = CPU_MASK_NONE;
62 cpumask_t cpu_online_map = CPU_MASK_NONE;
63 cpumask_t cpu_sibling_map[NR_CPUS] = { [0 ... NR_CPUS-1] = CPU_MASK_NONE };
64
65 EXPORT_SYMBOL(cpu_online_map);
66 EXPORT_SYMBOL(cpu_possible_map);
67
68 /* SMP operations for this machine */
69 struct smp_ops_t *smp_ops;
70
71 static volatile unsigned int cpu_callin_map[NR_CPUS];
72
73 void smp_call_function_interrupt(void);
74
75 int smt_enabled_at_boot = 1;
76
77 #ifdef CONFIG_MPIC
78 int __init smp_mpic_probe(void)
79 {
80         int nr_cpus;
81
82         DBG("smp_mpic_probe()...\n");
83
84         nr_cpus = cpus_weight(cpu_possible_map);
85
86         DBG("nr_cpus: %d\n", nr_cpus);
87
88         if (nr_cpus > 1)
89                 mpic_request_ipis();
90
91         return nr_cpus;
92 }
93
94 void __devinit smp_mpic_setup_cpu(int cpu)
95 {
96         mpic_setup_this_cpu();
97 }
98 #endif /* CONFIG_MPIC */
99
100 #ifdef CONFIG_PPC64
101 void __devinit smp_generic_kick_cpu(int nr)
102 {
103         BUG_ON(nr < 0 || nr >= NR_CPUS);
104
105         /*
106          * The processor is currently spinning, waiting for the
107          * cpu_start field to become non-zero After we set cpu_start,
108          * the processor will continue on to secondary_start
109          */
110         paca[nr].cpu_start = 1;
111         smp_mb();
112 }
113 #endif
114
115 void smp_message_recv(int msg, struct pt_regs *regs)
116 {
117         switch(msg) {
118         case PPC_MSG_CALL_FUNCTION:
119                 smp_call_function_interrupt();
120                 break;
121         case PPC_MSG_RESCHEDULE:
122                 /* XXX Do we have to do this? */
123                 set_need_resched();
124                 break;
125 #ifdef CONFIG_DEBUGGER
126         case PPC_MSG_DEBUGGER_BREAK:
127                 debugger_ipi(regs);
128                 break;
129 #endif
130         default:
131                 printk("SMP %d: smp_message_recv(): unknown msg %d\n",
132                        smp_processor_id(), msg);
133                 break;
134         }
135 }
136
137 void smp_send_reschedule(int cpu)
138 {
139         smp_ops->message_pass(cpu, PPC_MSG_RESCHEDULE);
140 }
141
142 #ifdef CONFIG_DEBUGGER
143 void smp_send_debugger_break(int cpu)
144 {
145         smp_ops->message_pass(cpu, PPC_MSG_DEBUGGER_BREAK);
146 }
147 #endif
148
149 static void stop_this_cpu(void *dummy)
150 {
151         local_irq_disable();
152         while (1)
153                 ;
154 }
155
156 void smp_send_stop(void)
157 {
158         smp_call_function(stop_this_cpu, NULL, 1, 0);
159 }
160
161 /*
162  * Structure and data for smp_call_function(). This is designed to minimise
163  * static memory requirements. It also looks cleaner.
164  * Stolen from the i386 version.
165  */
166 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(call_lock);
167
168 static struct call_data_struct {
169         void (*func) (void *info);
170         void *info;
171         atomic_t started;
172         atomic_t finished;
173         int wait;
174 } *call_data;
175
176 /* delay of at least 8 seconds */
177 #define SMP_CALL_TIMEOUT        8
178
179 /*
180  * This function sends a 'generic call function' IPI to all other CPUs
181  * in the system.
182  *
183  * [SUMMARY] Run a function on all other CPUs.
184  * <func> The function to run. This must be fast and non-blocking.
185  * <info> An arbitrary pointer to pass to the function.
186  * <nonatomic> currently unused.
187  * <wait> If true, wait (atomically) until function has completed on other CPUs.
188  * [RETURNS] 0 on success, else a negative status code. Does not return until
189  * remote CPUs are nearly ready to execute <<func>> or are or have executed.
190  *
191  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
192  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler.
193  */
194 int smp_call_function (void (*func) (void *info), void *info, int nonatomic,
195                        int wait)
196
197         struct call_data_struct data;
198         int ret = -1, cpus;
199         u64 timeout;
200
201         /* Can deadlock when called with interrupts disabled */
202         WARN_ON(irqs_disabled());
203
204         data.func = func;
205         data.info = info;
206         atomic_set(&data.started, 0);
207         data.wait = wait;
208         if (wait)
209                 atomic_set(&data.finished, 0);
210
211         spin_lock(&call_lock);
212         /* Must grab online cpu count with preempt disabled, otherwise
213          * it can change. */
214         cpus = num_online_cpus() - 1;
215         if (!cpus) {
216                 ret = 0;
217                 goto out;
218         }
219
220         call_data = &data;
221         smp_wmb();
222         /* Send a message to all other CPUs and wait for them to respond */
223         smp_ops->message_pass(MSG_ALL_BUT_SELF, PPC_MSG_CALL_FUNCTION);
224
225         timeout = get_tb() + (u64) SMP_CALL_TIMEOUT * tb_ticks_per_sec;
226
227         /* Wait for response */
228         while (atomic_read(&data.started) != cpus) {
229                 HMT_low();
230                 if (get_tb() >= timeout) {
231                         printk("smp_call_function on cpu %d: other cpus not "
232                                "responding (%d)\n", smp_processor_id(),
233                                atomic_read(&data.started));
234                         debugger(NULL);
235                         goto out;
236                 }
237         }
238
239         if (wait) {
240                 while (atomic_read(&data.finished) != cpus) {
241                         HMT_low();
242                         if (get_tb() >= timeout) {
243                                 printk("smp_call_function on cpu %d: other "
244                                        "cpus not finishing (%d/%d)\n",
245                                        smp_processor_id(),
246                                        atomic_read(&data.finished),
247                                        atomic_read(&data.started));
248                                 debugger(NULL);
249                                 goto out;
250                         }
251                 }
252         }
253
254         ret = 0;
255
256  out:
257         call_data = NULL;
258         HMT_medium();
259         spin_unlock(&call_lock);
260         return ret;
261 }
262
263 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function);
264
265 void smp_call_function_interrupt(void)
266 {
267         void (*func) (void *info);
268         void *info;
269         int wait;
270
271         /* call_data will be NULL if the sender timed out while
272          * waiting on us to receive the call.
273          */
274         if (!call_data)
275                 return;
276
277         func = call_data->func;
278         info = call_data->info;
279         wait = call_data->wait;
280
281         if (!wait)
282                 smp_mb__before_atomic_inc();
283
284         /*
285          * Notify initiating CPU that I've grabbed the data and am
286          * about to execute the function
287          */
288         atomic_inc(&call_data->started);
289         /*
290          * At this point the info structure may be out of scope unless wait==1
291          */
292         (*func)(info);
293         if (wait) {
294                 smp_mb__before_atomic_inc();
295                 atomic_inc(&call_data->finished);
296         }
297 }
298
299 extern struct gettimeofday_struct do_gtod;
300
301 struct thread_info *current_set[NR_CPUS];
302
303 DECLARE_PER_CPU(unsigned int, pvr);
304
305 static void __devinit smp_store_cpu_info(int id)
306 {
307         per_cpu(pvr, id) = mfspr(SPRN_PVR);
308 }
309
310 static void __init smp_create_idle(unsigned int cpu)
311 {
312         struct task_struct *p;
313
314         /* create a process for the processor */
315         p = fork_idle(cpu);
316         if (IS_ERR(p))
317                 panic("failed fork for CPU %u: %li", cpu, PTR_ERR(p));
318 #ifdef CONFIG_PPC64
319         paca[cpu].__current = p;
320 #endif
321         current_set[cpu] = p->thread_info;
322         p->thread_info->cpu = cpu;
323 }
324
325 void __init smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
326 {
327         unsigned int cpu;
328
329         DBG("smp_prepare_cpus\n");
330
331         /* 
332          * setup_cpu may need to be called on the boot cpu. We havent
333          * spun any cpus up but lets be paranoid.
334          */
335         BUG_ON(boot_cpuid != smp_processor_id());
336
337         /* Fixup boot cpu */
338         smp_store_cpu_info(boot_cpuid);
339         cpu_callin_map[boot_cpuid] = 1;
340
341         max_cpus = smp_ops->probe();
342  
343         smp_space_timers(max_cpus);
344
345         for_each_cpu(cpu)
346                 if (cpu != boot_cpuid)
347                         smp_create_idle(cpu);
348 }
349
350 void __devinit smp_prepare_boot_cpu(void)
351 {
352         BUG_ON(smp_processor_id() != boot_cpuid);
353
354         cpu_set(boot_cpuid, cpu_online_map);
355 #ifdef CONFIG_PPC64
356         paca[boot_cpuid].__current = current;
357 #endif
358         current_set[boot_cpuid] = current->thread_info;
359 }
360
361 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
362 /* State of each CPU during hotplug phases */
363 DEFINE_PER_CPU(int, cpu_state) = { 0 };
364
365 int generic_cpu_disable(void)
366 {
367         unsigned int cpu = smp_processor_id();
368
369         if (cpu == boot_cpuid)
370                 return -EBUSY;
371
372         cpu_clear(cpu, cpu_online_map);
373 #ifdef CONFIG_PPC64
374         _systemcfg->processorCount--;
375         fixup_irqs(cpu_online_map);
376 #endif
377         return 0;
378 }
379
380 int generic_cpu_enable(unsigned int cpu)
381 {
382         /* Do the normal bootup if we haven't
383          * already bootstrapped. */
384         if (system_state != SYSTEM_RUNNING)
385                 return -ENOSYS;
386
387         /* get the target out of it's holding state */
388         per_cpu(cpu_state, cpu) = CPU_UP_PREPARE;
389         smp_wmb();
390
391         while (!cpu_online(cpu))
392                 cpu_relax();
393
394 #ifdef CONFIG_PPC64
395         fixup_irqs(cpu_online_map);
396         /* counter the irq disable in fixup_irqs */
397         local_irq_enable();
398 #endif
399         return 0;
400 }
401
402 void generic_cpu_die(unsigned int cpu)
403 {
404         int i;
405
406         for (i = 0; i < 100; i++) {
407                 smp_rmb();
408                 if (per_cpu(cpu_state, cpu) == CPU_DEAD)
409                         return;
410                 msleep(100);
411         }
412         printk(KERN_ERR "CPU%d didn't die...\n", cpu);
413 }
414
415 void generic_mach_cpu_die(void)
416 {
417         unsigned int cpu;
418
419         local_irq_disable();
420         cpu = smp_processor_id();
421         printk(KERN_DEBUG "CPU%d offline\n", cpu);
422         __get_cpu_var(cpu_state) = CPU_DEAD;
423         smp_wmb();
424         while (__get_cpu_var(cpu_state) != CPU_UP_PREPARE)
425                 cpu_relax();
426
427 #ifdef CONFIG_PPC64
428         flush_tlb_pending();
429 #endif
430         cpu_set(cpu, cpu_online_map);
431         local_irq_enable();
432 }
433 #endif
434
435 static int __devinit cpu_enable(unsigned int cpu)
436 {
437         if (smp_ops->cpu_enable)
438                 return smp_ops->cpu_enable(cpu);
439
440         return -ENOSYS;
441 }
442
443 int __devinit __cpu_up(unsigned int cpu)
444 {
445         int c;
446
447         secondary_ti = current_set[cpu];
448         if (!cpu_enable(cpu))
449                 return 0;
450
451         if (smp_ops->cpu_bootable && !smp_ops->cpu_bootable(cpu))
452                 return -EINVAL;
453
454 #ifdef CONFIG_PPC64
455         paca[cpu].default_decr = tb_ticks_per_jiffy;
456 #endif
457
458         /* Make sure callin-map entry is 0 (can be leftover a CPU
459          * hotplug
460          */
461         cpu_callin_map[cpu] = 0;
462
463         /* The information for processor bringup must
464          * be written out to main store before we release
465          * the processor.
466          */
467         smp_mb();
468
469         /* wake up cpus */
470         DBG("smp: kicking cpu %d\n", cpu);
471         smp_ops->kick_cpu(cpu);
472
473         /*
474          * wait to see if the cpu made a callin (is actually up).
475          * use this value that I found through experimentation.
476          * -- Cort
477          */
478         if (system_state < SYSTEM_RUNNING)
479                 for (c = 5000; c && !cpu_callin_map[cpu]; c--)
480                         udelay(100);
481 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
482         else
483                 /*
484                  * CPUs can take much longer to come up in the
485                  * hotplug case.  Wait five seconds.
486                  */
487                 for (c = 25; c && !cpu_callin_map[cpu]; c--) {
488                         msleep(200);
489                 }
490 #endif
491
492         if (!cpu_callin_map[cpu]) {
493                 printk("Processor %u is stuck.\n", cpu);
494                 return -ENOENT;
495         }
496
497         printk("Processor %u found.\n", cpu);
498
499         if (smp_ops->give_timebase)
500                 smp_ops->give_timebase();
501
502         /* Wait until cpu puts itself in the online map */
503         while (!cpu_online(cpu))
504                 cpu_relax();
505
506         return 0;
507 }
508
509
510 /* Activate a secondary processor. */
511 int __devinit start_secondary(void *unused)
512 {
513         unsigned int cpu = smp_processor_id();
514
515         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
516         current->active_mm = &init_mm;
517
518         smp_store_cpu_info(cpu);
519         set_dec(tb_ticks_per_jiffy);
520         cpu_callin_map[cpu] = 1;
521
522         smp_ops->setup_cpu(cpu);
523         if (smp_ops->take_timebase)
524                 smp_ops->take_timebase();
525
526         spin_lock(&call_lock);
527         cpu_set(cpu, cpu_online_map);
528         spin_unlock(&call_lock);
529
530         local_irq_enable();
531
532         cpu_idle();
533         return 0;
534 }
535
536 int setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
537 {
538         return 0;
539 }
540
541 void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
542 {
543         cpumask_t old_mask;
544
545         /* We want the setup_cpu() here to be called from CPU 0, but our
546          * init thread may have been "borrowed" by another CPU in the meantime
547          * se we pin us down to CPU 0 for a short while
548          */
549         old_mask = current->cpus_allowed;
550         set_cpus_allowed(current, cpumask_of_cpu(boot_cpuid));
551         
552         smp_ops->setup_cpu(boot_cpuid);
553
554         set_cpus_allowed(current, old_mask);
555 }
556
557 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
558 int __cpu_disable(void)
559 {
560         if (smp_ops->cpu_disable)
561                 return smp_ops->cpu_disable();
562
563         return -ENOSYS;
564 }
565
566 void __cpu_die(unsigned int cpu)
567 {
568         if (smp_ops->cpu_die)
569                 smp_ops->cpu_die(cpu);
570 }
571 #endif