8d710af50756602f10c0c37480f70285d54008af
[linux-2.6.git] / arch / powerpc / platforms / pseries / smp.c
1 /*
2  * SMP support for pSeries machines.
3  *
4  * Dave Engebretsen, Peter Bergner, and
5  * Mike Corrigan {engebret|bergner|mikec}@us.ibm.com
6  *
7  * Plus various changes from other IBM teams...
8  *
9  *      This program is free software; you can redistribute it and/or
10  *      modify it under the terms of the GNU General Public License
11  *      as published by the Free Software Foundation; either version
12  *      2 of the License, or (at your option) any later version.
13  */
14
15 #undef DEBUG
16
17 #include <linux/config.h>
18 #include <linux/kernel.h>
19 #include <linux/module.h>
20 #include <linux/sched.h>
21 #include <linux/smp.h>
22 #include <linux/interrupt.h>
23 #include <linux/delay.h>
24 #include <linux/init.h>
25 #include <linux/spinlock.h>
26 #include <linux/cache.h>
27 #include <linux/err.h>
28 #include <linux/sysdev.h>
29 #include <linux/cpu.h>
30
31 #include <asm/ptrace.h>
32 #include <asm/atomic.h>
33 #include <asm/irq.h>
34 #include <asm/page.h>
35 #include <asm/pgtable.h>
36 #include <asm/io.h>
37 #include <asm/prom.h>
38 #include <asm/smp.h>
39 #include <asm/paca.h>
40 #include <asm/time.h>
41 #include <asm/machdep.h>
42 #include "xics.h"
43 #include <asm/cputable.h>
44 #include <asm/firmware.h>
45 #include <asm/system.h>
46 #include <asm/rtas.h>
47 #include <asm/pSeries_reconfig.h>
48 #include <asm/mpic.h>
49 #include <asm/vdso_datapage.h>
50
51 #include "plpar_wrappers.h"
52
53 #ifdef DEBUG
54 #include <asm/udbg.h>
55 #define DBG(fmt...) udbg_printf(fmt)
56 #else
57 #define DBG(fmt...)
58 #endif
59
60 /*
61  * The primary thread of each non-boot processor is recorded here before
62  * smp init.
63  */
64 static cpumask_t of_spin_map;
65
66 extern void pSeries_secondary_smp_init(unsigned long);
67
68 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
69
70 /* Get state of physical CPU.
71  * Return codes:
72  *      0       - The processor is in the RTAS stopped state
73  *      1       - stop-self is in progress
74  *      2       - The processor is not in the RTAS stopped state
75  *      -1      - Hardware Error
76  *      -2      - Hardware Busy, Try again later.
77  */
78 static int query_cpu_stopped(unsigned int pcpu)
79 {
80         int cpu_status;
81         int status, qcss_tok;
82
83         qcss_tok = rtas_token("query-cpu-stopped-state");
84         if (qcss_tok == RTAS_UNKNOWN_SERVICE)
85                 return -1;
86         status = rtas_call(qcss_tok, 1, 2, &cpu_status, pcpu);
87         if (status != 0) {
88                 printk(KERN_ERR
89                        "RTAS query-cpu-stopped-state failed: %i\n", status);
90                 return status;
91         }
92
93         return cpu_status;
94 }
95
96 static int pSeries_cpu_disable(void)
97 {
98         int cpu = smp_processor_id();
99
100         cpu_clear(cpu, cpu_online_map);
101         vdso_data->processorCount--;
102
103         /*fix boot_cpuid here*/
104         if (cpu == boot_cpuid)
105                 boot_cpuid = any_online_cpu(cpu_online_map);
106
107         /* FIXME: abstract this to not be platform specific later on */
108         xics_migrate_irqs_away();
109         return 0;
110 }
111
112 static void pSeries_cpu_die(unsigned int cpu)
113 {
114         int tries;
115         int cpu_status;
116         unsigned int pcpu = get_hard_smp_processor_id(cpu);
117
118         for (tries = 0; tries < 25; tries++) {
119                 cpu_status = query_cpu_stopped(pcpu);
120                 if (cpu_status == 0 || cpu_status == -1)
121                         break;
122                 msleep(200);
123         }
124         if (cpu_status != 0) {
125                 printk("Querying DEAD? cpu %i (%i) shows %i\n",
126                        cpu, pcpu, cpu_status);
127         }
128
129         /* Isolation and deallocation are definatly done by
130          * drslot_chrp_cpu.  If they were not they would be
131          * done here.  Change isolate state to Isolate and
132          * change allocation-state to Unusable.
133          */
134         paca[cpu].cpu_start = 0;
135 }
136
137 /*
138  * Update cpu_present_map and paca(s) for a new cpu node.  The wrinkle
139  * here is that a cpu device node may represent up to two logical cpus
140  * in the SMT case.  We must honor the assumption in other code that
141  * the logical ids for sibling SMT threads x and y are adjacent, such
142  * that x^1 == y and y^1 == x.
143  */
144 static int pSeries_add_processor(struct device_node *np)
145 {
146         unsigned int cpu;
147         cpumask_t candidate_map, tmp = CPU_MASK_NONE;
148         int err = -ENOSPC, len, nthreads, i;
149         u32 *intserv;
150
151         intserv = (u32 *)get_property(np, "ibm,ppc-interrupt-server#s", &len);
152         if (!intserv)
153                 return 0;
154
155         nthreads = len / sizeof(u32);
156         for (i = 0; i < nthreads; i++)
157                 cpu_set(i, tmp);
158
159         lock_cpu_hotplug();
160
161         BUG_ON(!cpus_subset(cpu_present_map, cpu_possible_map));
162
163         /* Get a bitmap of unoccupied slots. */
164         cpus_xor(candidate_map, cpu_possible_map, cpu_present_map);
165         if (cpus_empty(candidate_map)) {
166                 /* If we get here, it most likely means that NR_CPUS is
167                  * less than the partition's max processors setting.
168                  */
169                 printk(KERN_ERR "Cannot add cpu %s; this system configuration"
170                        " supports %d logical cpus.\n", np->full_name,
171                        cpus_weight(cpu_possible_map));
172                 goto out_unlock;
173         }
174
175         while (!cpus_empty(tmp))
176                 if (cpus_subset(tmp, candidate_map))
177                         /* Found a range where we can insert the new cpu(s) */
178                         break;
179                 else
180                         cpus_shift_left(tmp, tmp, nthreads);
181
182         if (cpus_empty(tmp)) {
183                 printk(KERN_ERR "Unable to find space in cpu_present_map for"
184                        " processor %s with %d thread(s)\n", np->name,
185                        nthreads);
186                 goto out_unlock;
187         }
188
189         for_each_cpu_mask(cpu, tmp) {
190                 BUG_ON(cpu_isset(cpu, cpu_present_map));
191                 cpu_set(cpu, cpu_present_map);
192                 set_hard_smp_processor_id(cpu, *intserv++);
193         }
194         err = 0;
195 out_unlock:
196         unlock_cpu_hotplug();
197         return err;
198 }
199
200 /*
201  * Update the present map for a cpu node which is going away, and set
202  * the hard id in the paca(s) to -1 to be consistent with boot time
203  * convention for non-present cpus.
204  */
205 static void pSeries_remove_processor(struct device_node *np)
206 {
207         unsigned int cpu;
208         int len, nthreads, i;
209         u32 *intserv;
210
211         intserv = (u32 *)get_property(np, "ibm,ppc-interrupt-server#s", &len);
212         if (!intserv)
213                 return;
214
215         nthreads = len / sizeof(u32);
216
217         lock_cpu_hotplug();
218         for (i = 0; i < nthreads; i++) {
219                 for_each_present_cpu(cpu) {
220                         if (get_hard_smp_processor_id(cpu) != intserv[i])
221                                 continue;
222                         BUG_ON(cpu_online(cpu));
223                         cpu_clear(cpu, cpu_present_map);
224                         set_hard_smp_processor_id(cpu, -1);
225                         break;
226                 }
227                 if (cpu == NR_CPUS)
228                         printk(KERN_WARNING "Could not find cpu to remove "
229                                "with physical id 0x%x\n", intserv[i]);
230         }
231         unlock_cpu_hotplug();
232 }
233
234 static int pSeries_smp_notifier(struct notifier_block *nb, unsigned long action, void *node)
235 {
236         int err = NOTIFY_OK;
237
238         switch (action) {
239         case PSERIES_RECONFIG_ADD:
240                 if (pSeries_add_processor(node))
241                         err = NOTIFY_BAD;
242                 break;
243         case PSERIES_RECONFIG_REMOVE:
244                 pSeries_remove_processor(node);
245                 break;
246         default:
247                 err = NOTIFY_DONE;
248                 break;
249         }
250         return err;
251 }
252
253 static struct notifier_block pSeries_smp_nb = {
254         .notifier_call = pSeries_smp_notifier,
255 };
256
257 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
258
259 /**
260  * smp_startup_cpu() - start the given cpu
261  *
262  * At boot time, there is nothing to do for primary threads which were
263  * started from Open Firmware.  For anything else, call RTAS with the
264  * appropriate start location.
265  *
266  * Returns:
267  *      0       - failure
268  *      1       - success
269  */
270 static inline int __devinit smp_startup_cpu(unsigned int lcpu)
271 {
272         int status;
273         unsigned long start_here = __pa((u32)*((unsigned long *)
274                                                pSeries_secondary_smp_init));
275         unsigned int pcpu;
276         int start_cpu;
277
278         if (cpu_isset(lcpu, of_spin_map))
279                 /* Already started by OF and sitting in spin loop */
280                 return 1;
281
282         pcpu = get_hard_smp_processor_id(lcpu);
283
284         /* Fixup atomic count: it exited inside IRQ handler. */
285         task_thread_info(paca[lcpu].__current)->preempt_count   = 0;
286
287         /* 
288          * If the RTAS start-cpu token does not exist then presume the
289          * cpu is already spinning.
290          */
291         start_cpu = rtas_token("start-cpu");
292         if (start_cpu == RTAS_UNKNOWN_SERVICE)
293                 return 1;
294
295         status = rtas_call(start_cpu, 3, 1, NULL, pcpu, start_here, pcpu);
296         if (status != 0) {
297                 printk(KERN_ERR "start-cpu failed: %i\n", status);
298                 return 0;
299         }
300
301         return 1;
302 }
303
304 #ifdef CONFIG_XICS
305 static inline void smp_xics_do_message(int cpu, int msg)
306 {
307         set_bit(msg, &xics_ipi_message[cpu].value);
308         mb();
309         xics_cause_IPI(cpu);
310 }
311
312 static void smp_xics_message_pass(int target, int msg)
313 {
314         unsigned int i;
315
316         if (target < NR_CPUS) {
317                 smp_xics_do_message(target, msg);
318         } else {
319                 for_each_online_cpu(i) {
320                         if (target == MSG_ALL_BUT_SELF
321                             && i == smp_processor_id())
322                                 continue;
323                         smp_xics_do_message(i, msg);
324                 }
325         }
326 }
327
328 static int __init smp_xics_probe(void)
329 {
330         xics_request_IPIs();
331
332         return cpus_weight(cpu_possible_map);
333 }
334
335 static void __devinit smp_xics_setup_cpu(int cpu)
336 {
337         if (cpu != boot_cpuid)
338                 xics_setup_cpu();
339
340         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_SPLPAR))
341                 vpa_init(cpu);
342
343         cpu_clear(cpu, of_spin_map);
344
345 }
346 #endif /* CONFIG_XICS */
347
348 static DEFINE_SPINLOCK(timebase_lock);
349 static unsigned long timebase = 0;
350
351 static void __devinit pSeries_give_timebase(void)
352 {
353         spin_lock(&timebase_lock);
354         rtas_call(rtas_token("freeze-time-base"), 0, 1, NULL);
355         timebase = get_tb();
356         spin_unlock(&timebase_lock);
357
358         while (timebase)
359                 barrier();
360         rtas_call(rtas_token("thaw-time-base"), 0, 1, NULL);
361 }
362
363 static void __devinit pSeries_take_timebase(void)
364 {
365         while (!timebase)
366                 barrier();
367         spin_lock(&timebase_lock);
368         set_tb(timebase >> 32, timebase & 0xffffffff);
369         timebase = 0;
370         spin_unlock(&timebase_lock);
371 }
372
373 static void __devinit smp_pSeries_kick_cpu(int nr)
374 {
375         BUG_ON(nr < 0 || nr >= NR_CPUS);
376
377         if (!smp_startup_cpu(nr))
378                 return;
379
380         /*
381          * The processor is currently spinning, waiting for the
382          * cpu_start field to become non-zero After we set cpu_start,
383          * the processor will continue on to secondary_start
384          */
385         paca[nr].cpu_start = 1;
386 }
387
388 static int smp_pSeries_cpu_bootable(unsigned int nr)
389 {
390         /* Special case - we inhibit secondary thread startup
391          * during boot if the user requests it.  Odd-numbered
392          * cpus are assumed to be secondary threads.
393          */
394         if (system_state < SYSTEM_RUNNING &&
395             cpu_has_feature(CPU_FTR_SMT) &&
396             !smt_enabled_at_boot && nr % 2 != 0)
397                 return 0;
398
399         return 1;
400 }
401 #ifdef CONFIG_MPIC
402 static struct smp_ops_t pSeries_mpic_smp_ops = {
403         .message_pass   = smp_mpic_message_pass,
404         .probe          = smp_mpic_probe,
405         .kick_cpu       = smp_pSeries_kick_cpu,
406         .setup_cpu      = smp_mpic_setup_cpu,
407 };
408 #endif
409 #ifdef CONFIG_XICS
410 static struct smp_ops_t pSeries_xics_smp_ops = {
411         .message_pass   = smp_xics_message_pass,
412         .probe          = smp_xics_probe,
413         .kick_cpu       = smp_pSeries_kick_cpu,
414         .setup_cpu      = smp_xics_setup_cpu,
415         .cpu_bootable   = smp_pSeries_cpu_bootable,
416 };
417 #endif
418
419 /* This is called very early */
420 void __init smp_init_pSeries(void)
421 {
422         int i;
423
424         DBG(" -> smp_init_pSeries()\n");
425
426         switch (ppc64_interrupt_controller) {
427 #ifdef CONFIG_MPIC
428         case IC_OPEN_PIC:
429                 smp_ops = &pSeries_mpic_smp_ops;
430                 break;
431 #endif
432 #ifdef CONFIG_XICS
433         case IC_PPC_XIC:
434                 smp_ops = &pSeries_xics_smp_ops;
435                 break;
436 #endif
437         default:
438                 panic("Invalid interrupt controller");
439         }
440
441 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
442         smp_ops->cpu_disable = pSeries_cpu_disable;
443         smp_ops->cpu_die = pSeries_cpu_die;
444
445         /* Processors can be added/removed only on LPAR */
446         if (platform_is_lpar())
447                 pSeries_reconfig_notifier_register(&pSeries_smp_nb);
448 #endif
449
450         /* Mark threads which are still spinning in hold loops. */
451         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SMT)) {
452                 for_each_present_cpu(i) { 
453                         if (i % 2 == 0)
454                                 /*
455                                  * Even-numbered logical cpus correspond to
456                                  * primary threads.
457                                  */
458                                 cpu_set(i, of_spin_map);
459                 }
460         } else {
461                 of_spin_map = cpu_present_map;
462         }
463
464         cpu_clear(boot_cpuid, of_spin_map);
465
466         /* Non-lpar has additional take/give timebase */
467         if (rtas_token("freeze-time-base") != RTAS_UNKNOWN_SERVICE) {
468                 smp_ops->give_timebase = pSeries_give_timebase;
469                 smp_ops->take_timebase = pSeries_take_timebase;
470         }
471
472         DBG(" <- smp_init_pSeries()\n");
473 }
474