Merge git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/rusty/linux-2.6-module-and-param
[linux-2.6.git] / arch / x86 / kernel / smpboot.c
1 /*
2  *      x86 SMP booting functions
3  *
4  *      (c) 1995 Alan Cox, Building #3 <alan@lxorguk.ukuu.org.uk>
5  *      (c) 1998, 1999, 2000, 2009 Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
6  *      Copyright 2001 Andi Kleen, SuSE Labs.
7  *
8  *      Much of the core SMP work is based on previous work by Thomas Radke, to
9  *      whom a great many thanks are extended.
10  *
11  *      Thanks to Intel for making available several different Pentium,
12  *      Pentium Pro and Pentium-II/Xeon MP machines.
13  *      Original development of Linux SMP code supported by Caldera.
14  *
15  *      This code is released under the GNU General Public License version 2 or
16  *      later.
17  *
18  *      Fixes
19  *              Felix Koop      :       NR_CPUS used properly
20  *              Jose Renau      :       Handle single CPU case.
21  *              Alan Cox        :       By repeated request 8) - Total BogoMIPS report.
22  *              Greg Wright     :       Fix for kernel stacks panic.
23  *              Erich Boleyn    :       MP v1.4 and additional changes.
24  *      Matthias Sattler        :       Changes for 2.1 kernel map.
25  *      Michel Lespinasse       :       Changes for 2.1 kernel map.
26  *      Michael Chastain        :       Change trampoline.S to gnu as.
27  *              Alan Cox        :       Dumb bug: 'B' step PPro's are fine
28  *              Ingo Molnar     :       Added APIC timers, based on code
29  *                                      from Jose Renau
30  *              Ingo Molnar     :       various cleanups and rewrites
31  *              Tigran Aivazian :       fixed "0.00 in /proc/uptime on SMP" bug.
32  *      Maciej W. Rozycki       :       Bits for genuine 82489DX APICs
33  *      Andi Kleen              :       Changed for SMP boot into long mode.
34  *              Martin J. Bligh :       Added support for multi-quad systems
35  *              Dave Jones      :       Report invalid combinations of Athlon CPUs.
36  *              Rusty Russell   :       Hacked into shape for new "hotplug" boot process.
37  *      Andi Kleen              :       Converted to new state machine.
38  *      Ashok Raj               :       CPU hotplug support
39  *      Glauber Costa           :       i386 and x86_64 integration
40  */
41
42 #include <linux/init.h>
43 #include <linux/smp.h>
44 #include <linux/module.h>
45 #include <linux/sched.h>
46 #include <linux/percpu.h>
47 #include <linux/bootmem.h>
48 #include <linux/err.h>
49 #include <linux/nmi.h>
50
51 #include <asm/acpi.h>
52 #include <asm/desc.h>
53 #include <asm/nmi.h>
54 #include <asm/irq.h>
55 #include <asm/idle.h>
56 #include <asm/trampoline.h>
57 #include <asm/cpu.h>
58 #include <asm/numa.h>
59 #include <asm/pgtable.h>
60 #include <asm/tlbflush.h>
61 #include <asm/mtrr.h>
62 #include <asm/vmi.h>
63 #include <asm/apic.h>
64 #include <asm/setup.h>
65 #include <asm/uv/uv.h>
66 #include <linux/mc146818rtc.h>
67
68 #include <asm/smpboot_hooks.h>
69
70 #ifdef CONFIG_X86_32
71 u8 apicid_2_node[MAX_APICID];
72 static int low_mappings;
73 #endif
74
75 /* State of each CPU */
76 DEFINE_PER_CPU(int, cpu_state) = { 0 };
77
78 /* Store all idle threads, this can be reused instead of creating
79 * a new thread. Also avoids complicated thread destroy functionality
80 * for idle threads.
81 */
82 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
83 /*
84  * Needed only for CONFIG_HOTPLUG_CPU because __cpuinitdata is
85  * removed after init for !CONFIG_HOTPLUG_CPU.
86  */
87 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, idle_thread_array);
88 #define get_idle_for_cpu(x)      (per_cpu(idle_thread_array, x))
89 #define set_idle_for_cpu(x, p)   (per_cpu(idle_thread_array, x) = (p))
90 #else
91 static struct task_struct *idle_thread_array[NR_CPUS] __cpuinitdata ;
92 #define get_idle_for_cpu(x)      (idle_thread_array[(x)])
93 #define set_idle_for_cpu(x, p)   (idle_thread_array[(x)] = (p))
94 #endif
95
96 /* Number of siblings per CPU package */
97 int smp_num_siblings = 1;
98 EXPORT_SYMBOL(smp_num_siblings);
99
100 /* Last level cache ID of each logical CPU */
101 DEFINE_PER_CPU(u16, cpu_llc_id) = BAD_APICID;
102
103 /* representing HT siblings of each logical CPU */
104 DEFINE_PER_CPU(cpumask_t, cpu_sibling_map);
105 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(cpu_sibling_map);
106
107 /* representing HT and core siblings of each logical CPU */
108 DEFINE_PER_CPU(cpumask_t, cpu_core_map);
109 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(cpu_core_map);
110
111 /* Per CPU bogomips and other parameters */
112 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct cpuinfo_x86, cpu_info);
113 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(cpu_info);
114
115 atomic_t init_deasserted;
116
117 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_X86_32)
118
119 /* which logical CPUs are on which nodes */
120 cpumask_t node_to_cpumask_map[MAX_NUMNODES] __read_mostly =
121                                 { [0 ... MAX_NUMNODES-1] = CPU_MASK_NONE };
122 EXPORT_SYMBOL(node_to_cpumask_map);
123 /* which node each logical CPU is on */
124 int cpu_to_node_map[NR_CPUS] __read_mostly = { [0 ... NR_CPUS-1] = 0 };
125 EXPORT_SYMBOL(cpu_to_node_map);
126
127 /* set up a mapping between cpu and node. */
128 static void map_cpu_to_node(int cpu, int node)
129 {
130         printk(KERN_INFO "Mapping cpu %d to node %d\n", cpu, node);
131         cpumask_set_cpu(cpu, &node_to_cpumask_map[node]);
132         cpu_to_node_map[cpu] = node;
133 }
134
135 /* undo a mapping between cpu and node. */
136 static void unmap_cpu_to_node(int cpu)
137 {
138         int node;
139
140         printk(KERN_INFO "Unmapping cpu %d from all nodes\n", cpu);
141         for (node = 0; node < MAX_NUMNODES; node++)
142                 cpumask_clear_cpu(cpu, &node_to_cpumask_map[node]);
143         cpu_to_node_map[cpu] = 0;
144 }
145 #else /* !(CONFIG_NUMA && CONFIG_X86_32) */
146 #define map_cpu_to_node(cpu, node)      ({})
147 #define unmap_cpu_to_node(cpu)  ({})
148 #endif
149
150 #ifdef CONFIG_X86_32
151 static int boot_cpu_logical_apicid;
152
153 u8 cpu_2_logical_apicid[NR_CPUS] __read_mostly =
154                                         { [0 ... NR_CPUS-1] = BAD_APICID };
155
156 static void map_cpu_to_logical_apicid(void)
157 {
158         int cpu = smp_processor_id();
159         int apicid = logical_smp_processor_id();
160         int node = apic->apicid_to_node(apicid);
161
162         if (!node_online(node))
163                 node = first_online_node;
164
165         cpu_2_logical_apicid[cpu] = apicid;
166         map_cpu_to_node(cpu, node);
167 }
168
169 void numa_remove_cpu(int cpu)
170 {
171         cpu_2_logical_apicid[cpu] = BAD_APICID;
172         unmap_cpu_to_node(cpu);
173 }
174 #else
175 #define map_cpu_to_logical_apicid()  do {} while (0)
176 #endif
177
178 /*
179  * Report back to the Boot Processor.
180  * Running on AP.
181  */
182 static void __cpuinit smp_callin(void)
183 {
184         int cpuid, phys_id;
185         unsigned long timeout;
186
187         /*
188          * If waken up by an INIT in an 82489DX configuration
189          * we may get here before an INIT-deassert IPI reaches
190          * our local APIC.  We have to wait for the IPI or we'll
191          * lock up on an APIC access.
192          */
193         if (apic->wait_for_init_deassert)
194                 apic->wait_for_init_deassert(&init_deasserted);
195
196         /*
197          * (This works even if the APIC is not enabled.)
198          */
199         phys_id = read_apic_id();
200         cpuid = smp_processor_id();
201         if (cpumask_test_cpu(cpuid, cpu_callin_mask)) {
202                 panic("%s: phys CPU#%d, CPU#%d already present??\n", __func__,
203                                         phys_id, cpuid);
204         }
205         pr_debug("CPU#%d (phys ID: %d) waiting for CALLOUT\n", cpuid, phys_id);
206
207         /*
208          * STARTUP IPIs are fragile beasts as they might sometimes
209          * trigger some glue motherboard logic. Complete APIC bus
210          * silence for 1 second, this overestimates the time the
211          * boot CPU is spending to send the up to 2 STARTUP IPIs
212          * by a factor of two. This should be enough.
213          */
214
215         /*
216          * Waiting 2s total for startup (udelay is not yet working)
217          */
218         timeout = jiffies + 2*HZ;
219         while (time_before(jiffies, timeout)) {
220                 /*
221                  * Has the boot CPU finished it's STARTUP sequence?
222                  */
223                 if (cpumask_test_cpu(cpuid, cpu_callout_mask))
224                         break;
225                 cpu_relax();
226         }
227
228         if (!time_before(jiffies, timeout)) {
229                 panic("%s: CPU%d started up but did not get a callout!\n",
230                       __func__, cpuid);
231         }
232
233         /*
234          * the boot CPU has finished the init stage and is spinning
235          * on callin_map until we finish. We are free to set up this
236          * CPU, first the APIC. (this is probably redundant on most
237          * boards)
238          */
239
240         pr_debug("CALLIN, before setup_local_APIC().\n");
241         if (apic->smp_callin_clear_local_apic)
242                 apic->smp_callin_clear_local_apic();
243         setup_local_APIC();
244         end_local_APIC_setup();
245         map_cpu_to_logical_apicid();
246
247         notify_cpu_starting(cpuid);
248         /*
249          * Get our bogomips.
250          *
251          * Need to enable IRQs because it can take longer and then
252          * the NMI watchdog might kill us.
253          */
254         local_irq_enable();
255         calibrate_delay();
256         local_irq_disable();
257         pr_debug("Stack at about %p\n", &cpuid);
258
259         /*
260          * Save our processor parameters
261          */
262         smp_store_cpu_info(cpuid);
263
264         /*
265          * Allow the master to continue.
266          */
267         cpumask_set_cpu(cpuid, cpu_callin_mask);
268 }
269
270 /*
271  * Activate a secondary processor.
272  */
273 notrace static void __cpuinit start_secondary(void *unused)
274 {
275         /*
276          * Don't put *anything* before cpu_init(), SMP booting is too
277          * fragile that we want to limit the things done here to the
278          * most necessary things.
279          */
280         vmi_bringup();
281         cpu_init();
282         preempt_disable();
283         smp_callin();
284
285         /* otherwise gcc will move up smp_processor_id before the cpu_init */
286         barrier();
287         /*
288          * Check TSC synchronization with the BP:
289          */
290         check_tsc_sync_target();
291
292         if (nmi_watchdog == NMI_IO_APIC) {
293                 disable_8259A_irq(0);
294                 enable_NMI_through_LVT0();
295                 enable_8259A_irq(0);
296         }
297
298 #ifdef CONFIG_X86_32
299         while (low_mappings)
300                 cpu_relax();
301         __flush_tlb_all();
302 #endif
303
304         /* This must be done before setting cpu_online_map */
305         set_cpu_sibling_map(raw_smp_processor_id());
306         wmb();
307
308         /*
309          * We need to hold call_lock, so there is no inconsistency
310          * between the time smp_call_function() determines number of
311          * IPI recipients, and the time when the determination is made
312          * for which cpus receive the IPI. Holding this
313          * lock helps us to not include this cpu in a currently in progress
314          * smp_call_function().
315          *
316          * We need to hold vector_lock so there the set of online cpus
317          * does not change while we are assigning vectors to cpus.  Holding
318          * this lock ensures we don't half assign or remove an irq from a cpu.
319          */
320         ipi_call_lock();
321         lock_vector_lock();
322         __setup_vector_irq(smp_processor_id());
323         set_cpu_online(smp_processor_id(), true);
324         unlock_vector_lock();
325         ipi_call_unlock();
326         per_cpu(cpu_state, smp_processor_id()) = CPU_ONLINE;
327
328         /* enable local interrupts */
329         local_irq_enable();
330
331         setup_secondary_clock();
332
333         wmb();
334         cpu_idle();
335 }
336
337 /*
338  * The bootstrap kernel entry code has set these up. Save them for
339  * a given CPU
340  */
341
342 void __cpuinit smp_store_cpu_info(int id)
343 {
344         struct cpuinfo_x86 *c = &cpu_data(id);
345
346         *c = boot_cpu_data;
347         c->cpu_index = id;
348         if (id != 0)
349                 identify_secondary_cpu(c);
350 }
351
352
353 void __cpuinit set_cpu_sibling_map(int cpu)
354 {
355         int i;
356         struct cpuinfo_x86 *c = &cpu_data(cpu);
357
358         cpumask_set_cpu(cpu, cpu_sibling_setup_mask);
359
360         if (smp_num_siblings > 1) {
361                 for_each_cpu(i, cpu_sibling_setup_mask) {
362                         struct cpuinfo_x86 *o = &cpu_data(i);
363
364                         if (c->phys_proc_id == o->phys_proc_id &&
365                             c->cpu_core_id == o->cpu_core_id) {
366                                 cpumask_set_cpu(i, cpu_sibling_mask(cpu));
367                                 cpumask_set_cpu(cpu, cpu_sibling_mask(i));
368                                 cpumask_set_cpu(i, cpu_core_mask(cpu));
369                                 cpumask_set_cpu(cpu, cpu_core_mask(i));
370                                 cpumask_set_cpu(i, &c->llc_shared_map);
371                                 cpumask_set_cpu(cpu, &o->llc_shared_map);
372                         }
373                 }
374         } else {
375                 cpumask_set_cpu(cpu, cpu_sibling_mask(cpu));
376         }
377
378         cpumask_set_cpu(cpu, &c->llc_shared_map);
379
380         if (current_cpu_data.x86_max_cores == 1) {
381                 cpumask_copy(cpu_core_mask(cpu), cpu_sibling_mask(cpu));
382                 c->booted_cores = 1;
383                 return;
384         }
385
386         for_each_cpu(i, cpu_sibling_setup_mask) {
387                 if (per_cpu(cpu_llc_id, cpu) != BAD_APICID &&
388                     per_cpu(cpu_llc_id, cpu) == per_cpu(cpu_llc_id, i)) {
389                         cpumask_set_cpu(i, &c->llc_shared_map);
390                         cpumask_set_cpu(cpu, &cpu_data(i).llc_shared_map);
391                 }
392                 if (c->phys_proc_id == cpu_data(i).phys_proc_id) {
393                         cpumask_set_cpu(i, cpu_core_mask(cpu));
394                         cpumask_set_cpu(cpu, cpu_core_mask(i));
395                         /*
396                          *  Does this new cpu bringup a new core?
397                          */
398                         if (cpumask_weight(cpu_sibling_mask(cpu)) == 1) {
399                                 /*
400                                  * for each core in package, increment
401                                  * the booted_cores for this new cpu
402                                  */
403                                 if (cpumask_first(cpu_sibling_mask(i)) == i)
404                                         c->booted_cores++;
405                                 /*
406                                  * increment the core count for all
407                                  * the other cpus in this package
408                                  */
409                                 if (i != cpu)
410                                         cpu_data(i).booted_cores++;
411                         } else if (i != cpu && !c->booted_cores)
412                                 c->booted_cores = cpu_data(i).booted_cores;
413                 }
414         }
415 }
416
417 /* maps the cpu to the sched domain representing multi-core */
418 const struct cpumask *cpu_coregroup_mask(int cpu)
419 {
420         struct cpuinfo_x86 *c = &cpu_data(cpu);
421         /*
422          * For perf, we return last level cache shared map.
423          * And for power savings, we return cpu_core_map
424          */
425         if (sched_mc_power_savings || sched_smt_power_savings)
426                 return cpu_core_mask(cpu);
427         else
428                 return &c->llc_shared_map;
429 }
430
431 cpumask_t cpu_coregroup_map(int cpu)
432 {
433         return *cpu_coregroup_mask(cpu);
434 }
435
436 static void impress_friends(void)
437 {
438         int cpu;
439         unsigned long bogosum = 0;
440         /*
441          * Allow the user to impress friends.
442          */
443         pr_debug("Before bogomips.\n");
444         for_each_possible_cpu(cpu)
445                 if (cpumask_test_cpu(cpu, cpu_callout_mask))
446                         bogosum += cpu_data(cpu).loops_per_jiffy;
447         printk(KERN_INFO
448                 "Total of %d processors activated (%lu.%02lu BogoMIPS).\n",
449                 num_online_cpus(),
450                 bogosum/(500000/HZ),
451                 (bogosum/(5000/HZ))%100);
452
453         pr_debug("Before bogocount - setting activated=1.\n");
454 }
455
456 void __inquire_remote_apic(int apicid)
457 {
458         unsigned i, regs[] = { APIC_ID >> 4, APIC_LVR >> 4, APIC_SPIV >> 4 };
459         char *names[] = { "ID", "VERSION", "SPIV" };
460         int timeout;
461         u32 status;
462
463         printk(KERN_INFO "Inquiring remote APIC 0x%x...\n", apicid);
464
465         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(regs); i++) {
466                 printk(KERN_INFO "... APIC 0x%x %s: ", apicid, names[i]);
467
468                 /*
469                  * Wait for idle.
470                  */
471                 status = safe_apic_wait_icr_idle();
472                 if (status)
473                         printk(KERN_CONT
474                                "a previous APIC delivery may have failed\n");
475
476                 apic_icr_write(APIC_DM_REMRD | regs[i], apicid);
477
478                 timeout = 0;
479                 do {
480                         udelay(100);
481                         status = apic_read(APIC_ICR) & APIC_ICR_RR_MASK;
482                 } while (status == APIC_ICR_RR_INPROG && timeout++ < 1000);
483
484                 switch (status) {
485                 case APIC_ICR_RR_VALID:
486                         status = apic_read(APIC_RRR);
487                         printk(KERN_CONT "%08x\n", status);
488                         break;
489                 default:
490                         printk(KERN_CONT "failed\n");
491                 }
492         }
493 }
494
495 /*
496  * Poke the other CPU in the eye via NMI to wake it up. Remember that the normal
497  * INIT, INIT, STARTUP sequence will reset the chip hard for us, and this
498  * won't ... remember to clear down the APIC, etc later.
499  */
500 int __devinit
501 wakeup_secondary_cpu_via_nmi(int logical_apicid, unsigned long start_eip)
502 {
503         unsigned long send_status, accept_status = 0;
504         int maxlvt;
505
506         /* Target chip */
507         /* Boot on the stack */
508         /* Kick the second */
509         apic_icr_write(APIC_DM_NMI | apic->dest_logical, logical_apicid);
510
511         pr_debug("Waiting for send to finish...\n");
512         send_status = safe_apic_wait_icr_idle();
513
514         /*
515          * Give the other CPU some time to accept the IPI.
516          */
517         udelay(200);
518         if (APIC_INTEGRATED(apic_version[boot_cpu_physical_apicid])) {
519                 maxlvt = lapic_get_maxlvt();
520                 if (maxlvt > 3)                 /* Due to the Pentium erratum 3AP.  */
521                         apic_write(APIC_ESR, 0);
522                 accept_status = (apic_read(APIC_ESR) & 0xEF);
523         }
524         pr_debug("NMI sent.\n");
525
526         if (send_status)
527                 printk(KERN_ERR "APIC never delivered???\n");
528         if (accept_status)
529                 printk(KERN_ERR "APIC delivery error (%lx).\n", accept_status);
530
531         return (send_status | accept_status);
532 }
533
534 int __devinit
535 wakeup_secondary_cpu_via_init(int phys_apicid, unsigned long start_eip)
536 {
537         unsigned long send_status, accept_status = 0;
538         int maxlvt, num_starts, j;
539
540         maxlvt = lapic_get_maxlvt();
541
542         /*
543          * Be paranoid about clearing APIC errors.
544          */
545         if (APIC_INTEGRATED(apic_version[phys_apicid])) {
546                 if (maxlvt > 3)         /* Due to the Pentium erratum 3AP.  */
547                         apic_write(APIC_ESR, 0);
548                 apic_read(APIC_ESR);
549         }
550
551         pr_debug("Asserting INIT.\n");
552
553         /*
554          * Turn INIT on target chip
555          */
556         /*
557          * Send IPI
558          */
559         apic_icr_write(APIC_INT_LEVELTRIG | APIC_INT_ASSERT | APIC_DM_INIT,
560                        phys_apicid);
561
562         pr_debug("Waiting for send to finish...\n");
563         send_status = safe_apic_wait_icr_idle();
564
565         mdelay(10);
566
567         pr_debug("Deasserting INIT.\n");
568
569         /* Target chip */
570         /* Send IPI */
571         apic_icr_write(APIC_INT_LEVELTRIG | APIC_DM_INIT, phys_apicid);
572
573         pr_debug("Waiting for send to finish...\n");
574         send_status = safe_apic_wait_icr_idle();
575
576         mb();
577         atomic_set(&init_deasserted, 1);
578
579         /*
580          * Should we send STARTUP IPIs ?
581          *
582          * Determine this based on the APIC version.
583          * If we don't have an integrated APIC, don't send the STARTUP IPIs.
584          */
585         if (APIC_INTEGRATED(apic_version[phys_apicid]))
586                 num_starts = 2;
587         else
588                 num_starts = 0;
589
590         /*
591          * Paravirt / VMI wants a startup IPI hook here to set up the
592          * target processor state.
593          */
594         startup_ipi_hook(phys_apicid, (unsigned long) start_secondary,
595                          (unsigned long)stack_start.sp);
596
597         /*
598          * Run STARTUP IPI loop.
599          */
600         pr_debug("#startup loops: %d.\n", num_starts);
601
602         for (j = 1; j <= num_starts; j++) {
603                 pr_debug("Sending STARTUP #%d.\n", j);
604                 if (maxlvt > 3)         /* Due to the Pentium erratum 3AP.  */
605                         apic_write(APIC_ESR, 0);
606                 apic_read(APIC_ESR);
607                 pr_debug("After apic_write.\n");
608
609                 /*
610                  * STARTUP IPI
611                  */
612
613                 /* Target chip */
614                 /* Boot on the stack */
615                 /* Kick the second */
616                 apic_icr_write(APIC_DM_STARTUP | (start_eip >> 12),
617                                phys_apicid);
618
619                 /*
620                  * Give the other CPU some time to accept the IPI.
621                  */
622                 udelay(300);
623
624                 pr_debug("Startup point 1.\n");
625
626                 pr_debug("Waiting for send to finish...\n");
627                 send_status = safe_apic_wait_icr_idle();
628
629                 /*
630                  * Give the other CPU some time to accept the IPI.
631                  */
632                 udelay(200);
633                 if (maxlvt > 3)         /* Due to the Pentium erratum 3AP.  */
634                         apic_write(APIC_ESR, 0);
635                 accept_status = (apic_read(APIC_ESR) & 0xEF);
636                 if (send_status || accept_status)
637                         break;
638         }
639         pr_debug("After Startup.\n");
640
641         if (send_status)
642                 printk(KERN_ERR "APIC never delivered???\n");
643         if (accept_status)
644                 printk(KERN_ERR "APIC delivery error (%lx).\n", accept_status);
645
646         return (send_status | accept_status);
647 }
648
649 struct create_idle {
650         struct work_struct work;
651         struct task_struct *idle;
652         struct completion done;
653         int cpu;
654 };
655
656 static void __cpuinit do_fork_idle(struct work_struct *work)
657 {
658         struct create_idle *c_idle =
659                 container_of(work, struct create_idle, work);
660
661         c_idle->idle = fork_idle(c_idle->cpu);
662         complete(&c_idle->done);
663 }
664
665 /*
666  * NOTE - on most systems this is a PHYSICAL apic ID, but on multiquad
667  * (ie clustered apic addressing mode), this is a LOGICAL apic ID.
668  * Returns zero if CPU booted OK, else error code from
669  * ->wakeup_secondary_cpu.
670  */
671 static int __cpuinit do_boot_cpu(int apicid, int cpu)
672 {
673         unsigned long boot_error = 0;
674         unsigned long start_ip;
675         int timeout;
676         struct create_idle c_idle = {
677                 .cpu    = cpu,
678                 .done   = COMPLETION_INITIALIZER_ONSTACK(c_idle.done),
679         };
680
681         INIT_WORK(&c_idle.work, do_fork_idle);
682
683         alternatives_smp_switch(1);
684
685         c_idle.idle = get_idle_for_cpu(cpu);
686
687         /*
688          * We can't use kernel_thread since we must avoid to
689          * reschedule the child.
690          */
691         if (c_idle.idle) {
692                 c_idle.idle->thread.sp = (unsigned long) (((struct pt_regs *)
693                         (THREAD_SIZE +  task_stack_page(c_idle.idle))) - 1);
694                 init_idle(c_idle.idle, cpu);
695                 goto do_rest;
696         }
697
698         if (!keventd_up() || current_is_keventd())
699                 c_idle.work.func(&c_idle.work);
700         else {
701                 schedule_work(&c_idle.work);
702                 wait_for_completion(&c_idle.done);
703         }
704
705         if (IS_ERR(c_idle.idle)) {
706                 printk("failed fork for CPU %d\n", cpu);
707                 return PTR_ERR(c_idle.idle);
708         }
709
710         set_idle_for_cpu(cpu, c_idle.idle);
711 do_rest:
712         per_cpu(current_task, cpu) = c_idle.idle;
713 #ifdef CONFIG_X86_32
714         /* Stack for startup_32 can be just as for start_secondary onwards */
715         irq_ctx_init(cpu);
716 #else
717         clear_tsk_thread_flag(c_idle.idle, TIF_FORK);
718         initial_gs = per_cpu_offset(cpu);
719         per_cpu(kernel_stack, cpu) =
720                 (unsigned long)task_stack_page(c_idle.idle) -
721                 KERNEL_STACK_OFFSET + THREAD_SIZE;
722 #endif
723         early_gdt_descr.address = (unsigned long)get_cpu_gdt_table(cpu);
724         initial_code = (unsigned long)start_secondary;
725         stack_start.sp = (void *) c_idle.idle->thread.sp;
726
727         /* start_ip had better be page-aligned! */
728         start_ip = setup_trampoline();
729
730         /* So we see what's up   */
731         printk(KERN_INFO "Booting processor %d APIC 0x%x ip 0x%lx\n",
732                           cpu, apicid, start_ip);
733
734         /*
735          * This grunge runs the startup process for
736          * the targeted processor.
737          */
738
739         atomic_set(&init_deasserted, 0);
740
741         if (get_uv_system_type() != UV_NON_UNIQUE_APIC) {
742
743                 pr_debug("Setting warm reset code and vector.\n");
744
745                 smpboot_setup_warm_reset_vector(start_ip);
746                 /*
747                  * Be paranoid about clearing APIC errors.
748                 */
749                 if (APIC_INTEGRATED(apic_version[boot_cpu_physical_apicid])) {
750                         apic_write(APIC_ESR, 0);
751                         apic_read(APIC_ESR);
752                 }
753         }
754
755         /*
756          * Kick the secondary CPU. Use the method in the APIC driver
757          * if it's defined - or use an INIT boot APIC message otherwise:
758          */
759         if (apic->wakeup_secondary_cpu)
760                 boot_error = apic->wakeup_secondary_cpu(apicid, start_ip);
761         else
762                 boot_error = wakeup_secondary_cpu_via_init(apicid, start_ip);
763
764         if (!boot_error) {
765                 /*
766                  * allow APs to start initializing.
767                  */
768                 pr_debug("Before Callout %d.\n", cpu);
769                 cpumask_set_cpu(cpu, cpu_callout_mask);
770                 pr_debug("After Callout %d.\n", cpu);
771
772                 /*
773                  * Wait 5s total for a response
774                  */
775                 for (timeout = 0; timeout < 50000; timeout++) {
776                         if (cpumask_test_cpu(cpu, cpu_callin_mask))
777                                 break;  /* It has booted */
778                         udelay(100);
779                 }
780
781                 if (cpumask_test_cpu(cpu, cpu_callin_mask)) {
782                         /* number CPUs logically, starting from 1 (BSP is 0) */
783                         pr_debug("OK.\n");
784                         printk(KERN_INFO "CPU%d: ", cpu);
785                         print_cpu_info(&cpu_data(cpu));
786                         pr_debug("CPU has booted.\n");
787                 } else {
788                         boot_error = 1;
789                         if (*((volatile unsigned char *)trampoline_base)
790                                         == 0xA5)
791                                 /* trampoline started but...? */
792                                 printk(KERN_ERR "Stuck ??\n");
793                         else
794                                 /* trampoline code not run */
795                                 printk(KERN_ERR "Not responding.\n");
796                         if (apic->inquire_remote_apic)
797                                 apic->inquire_remote_apic(apicid);
798                 }
799         }
800
801         if (boot_error) {
802                 /* Try to put things back the way they were before ... */
803                 numa_remove_cpu(cpu); /* was set by numa_add_cpu */
804
805                 /* was set by do_boot_cpu() */
806                 cpumask_clear_cpu(cpu, cpu_callout_mask);
807
808                 /* was set by cpu_init() */
809                 cpumask_clear_cpu(cpu, cpu_initialized_mask);
810
811                 set_cpu_present(cpu, false);
812                 per_cpu(x86_cpu_to_apicid, cpu) = BAD_APICID;
813         }
814
815         /* mark "stuck" area as not stuck */
816         *((volatile unsigned long *)trampoline_base) = 0;
817
818         /*
819          * Cleanup possible dangling ends...
820          */
821         smpboot_restore_warm_reset_vector();
822
823         return boot_error;
824 }
825
826 int __cpuinit native_cpu_up(unsigned int cpu)
827 {
828         int apicid = apic->cpu_present_to_apicid(cpu);
829         unsigned long flags;
830         int err;
831
832         WARN_ON(irqs_disabled());
833
834         pr_debug("++++++++++++++++++++=_---CPU UP  %u\n", cpu);
835
836         if (apicid == BAD_APICID || apicid == boot_cpu_physical_apicid ||
837             !physid_isset(apicid, phys_cpu_present_map)) {
838                 printk(KERN_ERR "%s: bad cpu %d\n", __func__, cpu);
839                 return -EINVAL;
840         }
841
842         /*
843          * Already booted CPU?
844          */
845         if (cpumask_test_cpu(cpu, cpu_callin_mask)) {
846                 pr_debug("do_boot_cpu %d Already started\n", cpu);
847                 return -ENOSYS;
848         }
849
850         /*
851          * Save current MTRR state in case it was changed since early boot
852          * (e.g. by the ACPI SMI) to initialize new CPUs with MTRRs in sync:
853          */
854         mtrr_save_state();
855
856         per_cpu(cpu_state, cpu) = CPU_UP_PREPARE;
857
858 #ifdef CONFIG_X86_32
859         /* init low mem mapping */
860         clone_pgd_range(swapper_pg_dir, swapper_pg_dir + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
861                 min_t(unsigned long, KERNEL_PGD_PTRS, KERNEL_PGD_BOUNDARY));
862         flush_tlb_all();
863         low_mappings = 1;
864
865         err = do_boot_cpu(apicid, cpu);
866
867         zap_low_mappings();
868         low_mappings = 0;
869 #else
870         err = do_boot_cpu(apicid, cpu);
871 #endif
872         if (err) {
873                 pr_debug("do_boot_cpu failed %d\n", err);
874                 return -EIO;
875         }
876
877         /*
878          * Check TSC synchronization with the AP (keep irqs disabled
879          * while doing so):
880          */
881         local_irq_save(flags);
882         check_tsc_sync_source(cpu);
883         local_irq_restore(flags);
884
885         while (!cpu_online(cpu)) {
886                 cpu_relax();
887                 touch_nmi_watchdog();
888         }
889
890         return 0;
891 }
892
893 /*
894  * Fall back to non SMP mode after errors.
895  *
896  * RED-PEN audit/test this more. I bet there is more state messed up here.
897  */
898 static __init void disable_smp(void)
899 {
900         /* use the read/write pointers to the present and possible maps */
901         cpumask_copy(&cpu_present_map, cpumask_of(0));
902         cpumask_copy(&cpu_possible_map, cpumask_of(0));
903         smpboot_clear_io_apic_irqs();
904
905         if (smp_found_config)
906                 physid_set_mask_of_physid(boot_cpu_physical_apicid, &phys_cpu_present_map);
907         else
908                 physid_set_mask_of_physid(0, &phys_cpu_present_map);
909         map_cpu_to_logical_apicid();
910         cpumask_set_cpu(0, cpu_sibling_mask(0));
911         cpumask_set_cpu(0, cpu_core_mask(0));
912 }
913
914 /*
915  * Various sanity checks.
916  */
917 static int __init smp_sanity_check(unsigned max_cpus)
918 {
919         preempt_disable();
920
921 #if !defined(CONFIG_X86_BIGSMP) && defined(CONFIG_X86_32)
922         if (def_to_bigsmp && nr_cpu_ids > 8) {
923                 unsigned int cpu;
924                 unsigned nr;
925
926                 printk(KERN_WARNING
927                        "More than 8 CPUs detected - skipping them.\n"
928                        "Use CONFIG_X86_BIGSMP.\n");
929
930                 nr = 0;
931                 for_each_present_cpu(cpu) {
932                         if (nr >= 8)
933                                 set_cpu_present(cpu, false);
934                         nr++;
935                 }
936
937                 nr = 0;
938                 for_each_possible_cpu(cpu) {
939                         if (nr >= 8)
940                                 set_cpu_possible(cpu, false);
941                         nr++;
942                 }
943
944                 nr_cpu_ids = 8;
945         }
946 #endif
947
948         if (!physid_isset(hard_smp_processor_id(), phys_cpu_present_map)) {
949                 printk(KERN_WARNING
950                         "weird, boot CPU (#%d) not listed by the BIOS.\n",
951                         hard_smp_processor_id());
952
953                 physid_set(hard_smp_processor_id(), phys_cpu_present_map);
954         }
955
956         /*
957          * If we couldn't find an SMP configuration at boot time,
958          * get out of here now!
959          */
960         if (!smp_found_config && !acpi_lapic) {
961                 preempt_enable();
962                 printk(KERN_NOTICE "SMP motherboard not detected.\n");
963                 disable_smp();
964                 if (APIC_init_uniprocessor())
965                         printk(KERN_NOTICE "Local APIC not detected."
966                                            " Using dummy APIC emulation.\n");
967                 return -1;
968         }
969
970         /*
971          * Should not be necessary because the MP table should list the boot
972          * CPU too, but we do it for the sake of robustness anyway.
973          */
974         if (!apic->check_phys_apicid_present(boot_cpu_physical_apicid)) {
975                 printk(KERN_NOTICE
976                         "weird, boot CPU (#%d) not listed by the BIOS.\n",
977                         boot_cpu_physical_apicid);
978                 physid_set(hard_smp_processor_id(), phys_cpu_present_map);
979         }
980         preempt_enable();
981
982         /*
983          * If we couldn't find a local APIC, then get out of here now!
984          */
985         if (APIC_INTEGRATED(apic_version[boot_cpu_physical_apicid]) &&
986             !cpu_has_apic) {
987                 printk(KERN_ERR "BIOS bug, local APIC #%d not detected!...\n",
988                         boot_cpu_physical_apicid);
989                 printk(KERN_ERR "... forcing use of dummy APIC emulation."
990                                 "(tell your hw vendor)\n");
991                 smpboot_clear_io_apic();
992                 arch_disable_smp_support();
993                 return -1;
994         }
995
996         verify_local_APIC();
997
998         /*
999          * If SMP should be disabled, then really disable it!
1000          */
1001         if (!max_cpus) {
1002                 printk(KERN_INFO "SMP mode deactivated.\n");
1003                 smpboot_clear_io_apic();
1004
1005                 localise_nmi_watchdog();
1006
1007                 connect_bsp_APIC();
1008                 setup_local_APIC();
1009                 end_local_APIC_setup();
1010                 return -1;
1011         }
1012
1013         return 0;
1014 }
1015
1016 static void __init smp_cpu_index_default(void)
1017 {
1018         int i;
1019         struct cpuinfo_x86 *c;
1020
1021         for_each_possible_cpu(i) {
1022                 c = &cpu_data(i);
1023                 /* mark all to hotplug */
1024                 c->cpu_index = nr_cpu_ids;
1025         }
1026 }
1027
1028 /*
1029  * Prepare for SMP bootup.  The MP table or ACPI has been read
1030  * earlier.  Just do some sanity checking here and enable APIC mode.
1031  */
1032 void __init native_smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
1033 {
1034         preempt_disable();
1035         smp_cpu_index_default();
1036         current_cpu_data = boot_cpu_data;
1037         cpumask_copy(cpu_callin_mask, cpumask_of(0));
1038         mb();
1039         /*
1040          * Setup boot CPU information
1041          */
1042         smp_store_cpu_info(0); /* Final full version of the data */
1043 #ifdef CONFIG_X86_32
1044         boot_cpu_logical_apicid = logical_smp_processor_id();
1045 #endif
1046         current_thread_info()->cpu = 0;  /* needed? */
1047         set_cpu_sibling_map(0);
1048
1049         enable_IR_x2apic();
1050 #ifdef CONFIG_X86_64
1051         default_setup_apic_routing();
1052 #endif
1053
1054         if (smp_sanity_check(max_cpus) < 0) {
1055                 printk(KERN_INFO "SMP disabled\n");
1056                 disable_smp();
1057                 goto out;
1058         }
1059
1060         preempt_disable();
1061         if (read_apic_id() != boot_cpu_physical_apicid) {
1062                 panic("Boot APIC ID in local APIC unexpected (%d vs %d)",
1063                      read_apic_id(), boot_cpu_physical_apicid);
1064                 /* Or can we switch back to PIC here? */
1065         }
1066         preempt_enable();
1067
1068         connect_bsp_APIC();
1069
1070         /*
1071          * Switch from PIC to APIC mode.
1072          */
1073         setup_local_APIC();
1074
1075         /*
1076          * Enable IO APIC before setting up error vector
1077          */
1078         if (!skip_ioapic_setup && nr_ioapics)
1079                 enable_IO_APIC();
1080
1081         end_local_APIC_setup();
1082
1083         map_cpu_to_logical_apicid();
1084
1085         if (apic->setup_portio_remap)
1086                 apic->setup_portio_remap();
1087
1088         smpboot_setup_io_apic();
1089         /*
1090          * Set up local APIC timer on boot CPU.
1091          */
1092
1093         printk(KERN_INFO "CPU%d: ", 0);
1094         print_cpu_info(&cpu_data(0));
1095         setup_boot_clock();
1096
1097         if (is_uv_system())
1098                 uv_system_init();
1099 out:
1100         preempt_enable();
1101 }
1102 /*
1103  * Early setup to make printk work.
1104  */
1105 void __init native_smp_prepare_boot_cpu(void)
1106 {
1107         int me = smp_processor_id();
1108         switch_to_new_gdt(me);
1109         /* already set me in cpu_online_mask in boot_cpu_init() */
1110         cpumask_set_cpu(me, cpu_callout_mask);
1111         per_cpu(cpu_state, me) = CPU_ONLINE;
1112 }
1113
1114 void __init native_smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
1115 {
1116         pr_debug("Boot done.\n");
1117
1118         impress_friends();
1119 #ifdef CONFIG_X86_IO_APIC
1120         setup_ioapic_dest();
1121 #endif
1122         check_nmi_watchdog();
1123 }
1124
1125 static int __initdata setup_possible_cpus = -1;
1126 static int __init _setup_possible_cpus(char *str)
1127 {
1128         get_option(&str, &setup_possible_cpus);
1129         return 0;
1130 }
1131 early_param("possible_cpus", _setup_possible_cpus);
1132
1133
1134 /*
1135  * cpu_possible_map should be static, it cannot change as cpu's
1136  * are onlined, or offlined. The reason is per-cpu data-structures
1137  * are allocated by some modules at init time, and dont expect to
1138  * do this dynamically on cpu arrival/departure.
1139  * cpu_present_map on the other hand can change dynamically.
1140  * In case when cpu_hotplug is not compiled, then we resort to current
1141  * behaviour, which is cpu_possible == cpu_present.
1142  * - Ashok Raj
1143  *
1144  * Three ways to find out the number of additional hotplug CPUs:
1145  * - If the BIOS specified disabled CPUs in ACPI/mptables use that.
1146  * - The user can overwrite it with possible_cpus=NUM
1147  * - Otherwise don't reserve additional CPUs.
1148  * We do this because additional CPUs waste a lot of memory.
1149  * -AK
1150  */
1151 __init void prefill_possible_map(void)
1152 {
1153         int i, possible;
1154
1155         /* no processor from mptable or madt */
1156         if (!num_processors)
1157                 num_processors = 1;
1158
1159         if (setup_possible_cpus == -1)
1160                 possible = num_processors + disabled_cpus;
1161         else
1162                 possible = setup_possible_cpus;
1163
1164         total_cpus = max_t(int, possible, num_processors + disabled_cpus);
1165
1166         if (possible > CONFIG_NR_CPUS) {
1167                 printk(KERN_WARNING
1168                         "%d Processors exceeds NR_CPUS limit of %d\n",
1169                         possible, CONFIG_NR_CPUS);
1170                 possible = CONFIG_NR_CPUS;
1171         }
1172
1173         printk(KERN_INFO "SMP: Allowing %d CPUs, %d hotplug CPUs\n",
1174                 possible, max_t(int, possible - num_processors, 0));
1175
1176         for (i = 0; i < possible; i++)
1177                 set_cpu_possible(i, true);
1178
1179         nr_cpu_ids = possible;
1180 }
1181
1182 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1183
1184 static void remove_siblinginfo(int cpu)
1185 {
1186         int sibling;
1187         struct cpuinfo_x86 *c = &cpu_data(cpu);
1188
1189         for_each_cpu(sibling, cpu_core_mask(cpu)) {
1190                 cpumask_clear_cpu(cpu, cpu_core_mask(sibling));
1191                 /*/
1192                  * last thread sibling in this cpu core going down
1193                  */
1194                 if (cpumask_weight(cpu_sibling_mask(cpu)) == 1)
1195                         cpu_data(sibling).booted_cores--;
1196         }
1197
1198         for_each_cpu(sibling, cpu_sibling_mask(cpu))
1199                 cpumask_clear_cpu(cpu, cpu_sibling_mask(sibling));
1200         cpumask_clear(cpu_sibling_mask(cpu));
1201         cpumask_clear(cpu_core_mask(cpu));
1202         c->phys_proc_id = 0;
1203         c->cpu_core_id = 0;
1204         cpumask_clear_cpu(cpu, cpu_sibling_setup_mask);
1205 }
1206
1207 static void __ref remove_cpu_from_maps(int cpu)
1208 {
1209         set_cpu_online(cpu, false);
1210         cpumask_clear_cpu(cpu, cpu_callout_mask);
1211         cpumask_clear_cpu(cpu, cpu_callin_mask);
1212         /* was set by cpu_init() */
1213         cpumask_clear_cpu(cpu, cpu_initialized_mask);
1214         numa_remove_cpu(cpu);
1215 }
1216
1217 void cpu_disable_common(void)
1218 {
1219         int cpu = smp_processor_id();
1220         /*
1221          * HACK:
1222          * Allow any queued timer interrupts to get serviced
1223          * This is only a temporary solution until we cleanup
1224          * fixup_irqs as we do for IA64.
1225          */
1226         local_irq_enable();
1227         mdelay(1);
1228
1229         local_irq_disable();
1230         remove_siblinginfo(cpu);
1231
1232         /* It's now safe to remove this processor from the online map */
1233         lock_vector_lock();
1234         remove_cpu_from_maps(cpu);
1235         unlock_vector_lock();
1236         fixup_irqs();
1237 }
1238
1239 int native_cpu_disable(void)
1240 {
1241         int cpu = smp_processor_id();
1242
1243         /*
1244          * Perhaps use cpufreq to drop frequency, but that could go
1245          * into generic code.
1246          *
1247          * We won't take down the boot processor on i386 due to some
1248          * interrupts only being able to be serviced by the BSP.
1249          * Especially so if we're not using an IOAPIC   -zwane
1250          */
1251         if (cpu == 0)
1252                 return -EBUSY;
1253
1254         if (nmi_watchdog == NMI_LOCAL_APIC)
1255                 stop_apic_nmi_watchdog(NULL);
1256         clear_local_APIC();
1257
1258         cpu_disable_common();
1259         return 0;
1260 }
1261
1262 void native_cpu_die(unsigned int cpu)
1263 {
1264         /* We don't do anything here: idle task is faking death itself. */
1265         unsigned int i;
1266
1267         for (i = 0; i < 10; i++) {
1268                 /* They ack this in play_dead by setting CPU_DEAD */
1269                 if (per_cpu(cpu_state, cpu) == CPU_DEAD) {
1270                         printk(KERN_INFO "CPU %d is now offline\n", cpu);
1271                         if (1 == num_online_cpus())
1272                                 alternatives_smp_switch(0);
1273                         return;
1274                 }
1275                 msleep(100);
1276         }
1277         printk(KERN_ERR "CPU %u didn't die...\n", cpu);
1278 }
1279
1280 void play_dead_common(void)
1281 {
1282         idle_task_exit();
1283         reset_lazy_tlbstate();
1284         irq_ctx_exit(raw_smp_processor_id());
1285         c1e_remove_cpu(raw_smp_processor_id());
1286
1287         mb();
1288         /* Ack it */
1289         __get_cpu_var(cpu_state) = CPU_DEAD;
1290
1291         /*
1292          * With physical CPU hotplug, we should halt the cpu
1293          */
1294         local_irq_disable();
1295 }
1296
1297 void native_play_dead(void)
1298 {
1299         play_dead_common();
1300         wbinvd_halt();
1301 }
1302
1303 #else /* ... !CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1304 int native_cpu_disable(void)
1305 {
1306         return -ENOSYS;
1307 }
1308
1309 void native_cpu_die(unsigned int cpu)
1310 {
1311         /* We said "no" in __cpu_disable */
1312         BUG();
1313 }
1314
1315 void native_play_dead(void)
1316 {
1317         BUG();
1318 }
1319
1320 #endif