[IA64] cpu hotplug: return offlined cpus to SAL
[linux-3.10.git] / arch / ia64 / kernel / smpboot.c
1 /*
2  * SMP boot-related support
3  *
4  * Copyright (C) 1998-2003 Hewlett-Packard Co
5  *      David Mosberger-Tang <davidm@hpl.hp.com>
6  *
7  * 01/05/16 Rohit Seth <rohit.seth@intel.com>   Moved SMP booting functions from smp.c to here.
8  * 01/04/27 David Mosberger <davidm@hpl.hp.com> Added ITC synching code.
9  * 02/07/31 David Mosberger <davidm@hpl.hp.com> Switch over to hotplug-CPU boot-sequence.
10  *                                              smp_boot_cpus()/smp_commence() is replaced by
11  *                                              smp_prepare_cpus()/__cpu_up()/smp_cpus_done().
12  * 04/06/21 Ashok Raj           <ashok.raj@intel.com> Added CPU Hotplug Support
13  */
14 #include <linux/config.h>
15
16 #include <linux/module.h>
17 #include <linux/acpi.h>
18 #include <linux/bootmem.h>
19 #include <linux/cpu.h>
20 #include <linux/delay.h>
21 #include <linux/init.h>
22 #include <linux/interrupt.h>
23 #include <linux/irq.h>
24 #include <linux/kernel.h>
25 #include <linux/kernel_stat.h>
26 #include <linux/mm.h>
27 #include <linux/notifier.h>
28 #include <linux/smp.h>
29 #include <linux/smp_lock.h>
30 #include <linux/spinlock.h>
31 #include <linux/efi.h>
32 #include <linux/percpu.h>
33 #include <linux/bitops.h>
34
35 #include <asm/atomic.h>
36 #include <asm/cache.h>
37 #include <asm/current.h>
38 #include <asm/delay.h>
39 #include <asm/ia32.h>
40 #include <asm/io.h>
41 #include <asm/irq.h>
42 #include <asm/machvec.h>
43 #include <asm/mca.h>
44 #include <asm/page.h>
45 #include <asm/pgalloc.h>
46 #include <asm/pgtable.h>
47 #include <asm/processor.h>
48 #include <asm/ptrace.h>
49 #include <asm/sal.h>
50 #include <asm/system.h>
51 #include <asm/tlbflush.h>
52 #include <asm/unistd.h>
53
54 #define SMP_DEBUG 0
55
56 #if SMP_DEBUG
57 #define Dprintk(x...)  printk(x)
58 #else
59 #define Dprintk(x...)
60 #endif
61
62 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
63 /*
64  * Store all idle threads, this can be reused instead of creating
65  * a new thread. Also avoids complicated thread destroy functionality
66  * for idle threads.
67  */
68 struct task_struct *idle_thread_array[NR_CPUS];
69
70 /*
71  * Global array allocated for NR_CPUS at boot time
72  */
73 struct sal_to_os_boot sal_boot_rendez_state[NR_CPUS];
74
75 /*
76  * start_ap in head.S uses this to store current booting cpu
77  * info.
78  */
79 struct sal_to_os_boot *sal_state_for_booting_cpu = &sal_boot_rendez_state[0];
80
81 #define set_brendez_area(x) (sal_state_for_booting_cpu = &sal_boot_rendez_state[(x)]);
82
83 #define get_idle_for_cpu(x)             (idle_thread_array[(x)])
84 #define set_idle_for_cpu(x,p)   (idle_thread_array[(x)] = (p))
85
86 #else
87
88 #define get_idle_for_cpu(x)             (NULL)
89 #define set_idle_for_cpu(x,p)
90 #define set_brendez_area(x)
91 #endif
92
93
94 /*
95  * ITC synchronization related stuff:
96  */
97 #define MASTER  0
98 #define SLAVE   (SMP_CACHE_BYTES/8)
99
100 #define NUM_ROUNDS      64      /* magic value */
101 #define NUM_ITERS       5       /* likewise */
102
103 static DEFINE_SPINLOCK(itc_sync_lock);
104 static volatile unsigned long go[SLAVE + 1];
105
106 #define DEBUG_ITC_SYNC  0
107
108 extern void __devinit calibrate_delay (void);
109 extern void start_ap (void);
110 extern unsigned long ia64_iobase;
111
112 task_t *task_for_booting_cpu;
113
114 /*
115  * State for each CPU
116  */
117 DEFINE_PER_CPU(int, cpu_state);
118
119 /* Bitmasks of currently online, and possible CPUs */
120 cpumask_t cpu_online_map;
121 EXPORT_SYMBOL(cpu_online_map);
122 cpumask_t cpu_possible_map;
123 EXPORT_SYMBOL(cpu_possible_map);
124
125 /* which logical CPU number maps to which CPU (physical APIC ID) */
126 volatile int ia64_cpu_to_sapicid[NR_CPUS];
127 EXPORT_SYMBOL(ia64_cpu_to_sapicid);
128
129 static volatile cpumask_t cpu_callin_map;
130
131 struct smp_boot_data smp_boot_data __initdata;
132
133 unsigned long ap_wakeup_vector = -1; /* External Int use to wakeup APs */
134
135 char __initdata no_int_routing;
136
137 unsigned char smp_int_redirect; /* are INT and IPI redirectable by the chipset? */
138
139 static int __init
140 nointroute (char *str)
141 {
142         no_int_routing = 1;
143         printk ("no_int_routing on\n");
144         return 1;
145 }
146
147 __setup("nointroute", nointroute);
148
149 void
150 sync_master (void *arg)
151 {
152         unsigned long flags, i;
153
154         go[MASTER] = 0;
155
156         local_irq_save(flags);
157         {
158                 for (i = 0; i < NUM_ROUNDS*NUM_ITERS; ++i) {
159                         while (!go[MASTER]);
160                         go[MASTER] = 0;
161                         go[SLAVE] = ia64_get_itc();
162                 }
163         }
164         local_irq_restore(flags);
165 }
166
167 /*
168  * Return the number of cycles by which our itc differs from the itc on the master
169  * (time-keeper) CPU.  A positive number indicates our itc is ahead of the master,
170  * negative that it is behind.
171  */
172 static inline long
173 get_delta (long *rt, long *master)
174 {
175         unsigned long best_t0 = 0, best_t1 = ~0UL, best_tm = 0;
176         unsigned long tcenter, t0, t1, tm;
177         long i;
178
179         for (i = 0; i < NUM_ITERS; ++i) {
180                 t0 = ia64_get_itc();
181                 go[MASTER] = 1;
182                 while (!(tm = go[SLAVE]));
183                 go[SLAVE] = 0;
184                 t1 = ia64_get_itc();
185
186                 if (t1 - t0 < best_t1 - best_t0)
187                         best_t0 = t0, best_t1 = t1, best_tm = tm;
188         }
189
190         *rt = best_t1 - best_t0;
191         *master = best_tm - best_t0;
192
193         /* average best_t0 and best_t1 without overflow: */
194         tcenter = (best_t0/2 + best_t1/2);
195         if (best_t0 % 2 + best_t1 % 2 == 2)
196                 ++tcenter;
197         return tcenter - best_tm;
198 }
199
200 /*
201  * Synchronize ar.itc of the current (slave) CPU with the ar.itc of the MASTER CPU
202  * (normally the time-keeper CPU).  We use a closed loop to eliminate the possibility of
203  * unaccounted-for errors (such as getting a machine check in the middle of a calibration
204  * step).  The basic idea is for the slave to ask the master what itc value it has and to
205  * read its own itc before and after the master responds.  Each iteration gives us three
206  * timestamps:
207  *
208  *      slave           master
209  *
210  *      t0 ---\
211  *             ---\
212  *                 --->
213  *                      tm
214  *                 /---
215  *             /---
216  *      t1 <---
217  *
218  *
219  * The goal is to adjust the slave's ar.itc such that tm falls exactly half-way between t0
220  * and t1.  If we achieve this, the clocks are synchronized provided the interconnect
221  * between the slave and the master is symmetric.  Even if the interconnect were
222  * asymmetric, we would still know that the synchronization error is smaller than the
223  * roundtrip latency (t0 - t1).
224  *
225  * When the interconnect is quiet and symmetric, this lets us synchronize the itc to
226  * within one or two cycles.  However, we can only *guarantee* that the synchronization is
227  * accurate to within a round-trip time, which is typically in the range of several
228  * hundred cycles (e.g., ~500 cycles).  In practice, this means that the itc's are usually
229  * almost perfectly synchronized, but we shouldn't assume that the accuracy is much better
230  * than half a micro second or so.
231  */
232 void
233 ia64_sync_itc (unsigned int master)
234 {
235         long i, delta, adj, adjust_latency = 0, done = 0;
236         unsigned long flags, rt, master_time_stamp, bound;
237 #if DEBUG_ITC_SYNC
238         struct {
239                 long rt;        /* roundtrip time */
240                 long master;    /* master's timestamp */
241                 long diff;      /* difference between midpoint and master's timestamp */
242                 long lat;       /* estimate of itc adjustment latency */
243         } t[NUM_ROUNDS];
244 #endif
245
246         /*
247          * Make sure local timer ticks are disabled while we sync.  If
248          * they were enabled, we'd have to worry about nasty issues
249          * like setting the ITC ahead of (or a long time before) the
250          * next scheduled tick.
251          */
252         BUG_ON((ia64_get_itv() & (1 << 16)) == 0);
253
254         go[MASTER] = 1;
255
256         if (smp_call_function_single(master, sync_master, NULL, 1, 0) < 0) {
257                 printk(KERN_ERR "sync_itc: failed to get attention of CPU %u!\n", master);
258                 return;
259         }
260
261         while (go[MASTER]);     /* wait for master to be ready */
262
263         spin_lock_irqsave(&itc_sync_lock, flags);
264         {
265                 for (i = 0; i < NUM_ROUNDS; ++i) {
266                         delta = get_delta(&rt, &master_time_stamp);
267                         if (delta == 0) {
268                                 done = 1;       /* let's lock on to this... */
269                                 bound = rt;
270                         }
271
272                         if (!done) {
273                                 if (i > 0) {
274                                         adjust_latency += -delta;
275                                         adj = -delta + adjust_latency/4;
276                                 } else
277                                         adj = -delta;
278
279                                 ia64_set_itc(ia64_get_itc() + adj);
280                         }
281 #if DEBUG_ITC_SYNC
282                         t[i].rt = rt;
283                         t[i].master = master_time_stamp;
284                         t[i].diff = delta;
285                         t[i].lat = adjust_latency/4;
286 #endif
287                 }
288         }
289         spin_unlock_irqrestore(&itc_sync_lock, flags);
290
291 #if DEBUG_ITC_SYNC
292         for (i = 0; i < NUM_ROUNDS; ++i)
293                 printk("rt=%5ld master=%5ld diff=%5ld adjlat=%5ld\n",
294                        t[i].rt, t[i].master, t[i].diff, t[i].lat);
295 #endif
296
297         printk(KERN_INFO "CPU %d: synchronized ITC with CPU %u (last diff %ld cycles, "
298                "maxerr %lu cycles)\n", smp_processor_id(), master, delta, rt);
299 }
300
301 /*
302  * Ideally sets up per-cpu profiling hooks.  Doesn't do much now...
303  */
304 static inline void __devinit
305 smp_setup_percpu_timer (void)
306 {
307 }
308
309 static void __devinit
310 smp_callin (void)
311 {
312         int cpuid, phys_id;
313         extern void ia64_init_itm(void);
314
315 #ifdef CONFIG_PERFMON
316         extern void pfm_init_percpu(void);
317 #endif
318
319         cpuid = smp_processor_id();
320         phys_id = hard_smp_processor_id();
321
322         if (cpu_online(cpuid)) {
323                 printk(KERN_ERR "huh, phys CPU#0x%x, CPU#0x%x already present??\n",
324                        phys_id, cpuid);
325                 BUG();
326         }
327
328         lock_ipi_calllock();
329         cpu_set(cpuid, cpu_online_map);
330         unlock_ipi_calllock();
331
332         smp_setup_percpu_timer();
333
334         ia64_mca_cmc_vector_setup();    /* Setup vector on AP */
335
336 #ifdef CONFIG_PERFMON
337         pfm_init_percpu();
338 #endif
339
340         local_irq_enable();
341
342         if (!(sal_platform_features & IA64_SAL_PLATFORM_FEATURE_ITC_DRIFT)) {
343                 /*
344                  * Synchronize the ITC with the BP.  Need to do this after irqs are
345                  * enabled because ia64_sync_itc() calls smp_call_function_single(), which
346                  * calls spin_unlock_bh(), which calls spin_unlock_bh(), which calls
347                  * local_bh_enable(), which bugs out if irqs are not enabled...
348                  */
349                 Dprintk("Going to syncup ITC with BP.\n");
350                 ia64_sync_itc(0);
351         }
352
353         /*
354          * Get our bogomips.
355          */
356         ia64_init_itm();
357         calibrate_delay();
358         local_cpu_data->loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
359
360 #ifdef CONFIG_IA32_SUPPORT
361         ia32_gdt_init();
362 #endif
363
364         /*
365          * Allow the master to continue.
366          */
367         cpu_set(cpuid, cpu_callin_map);
368         Dprintk("Stack on CPU %d at about %p\n",cpuid, &cpuid);
369 }
370
371
372 /*
373  * Activate a secondary processor.  head.S calls this.
374  */
375 int __devinit
376 start_secondary (void *unused)
377 {
378         /* Early console may use I/O ports */
379         ia64_set_kr(IA64_KR_IO_BASE, __pa(ia64_iobase));
380         Dprintk("start_secondary: starting CPU 0x%x\n", hard_smp_processor_id());
381         efi_map_pal_code();
382         cpu_init();
383         smp_callin();
384
385         cpu_idle();
386         return 0;
387 }
388
389 struct pt_regs * __devinit idle_regs(struct pt_regs *regs)
390 {
391         return NULL;
392 }
393
394 struct create_idle {
395         struct task_struct *idle;
396         struct completion done;
397         int cpu;
398 };
399
400 void
401 do_fork_idle(void *_c_idle)
402 {
403         struct create_idle *c_idle = _c_idle;
404
405         c_idle->idle = fork_idle(c_idle->cpu);
406         complete(&c_idle->done);
407 }
408
409 static int __devinit
410 do_boot_cpu (int sapicid, int cpu)
411 {
412         int timeout;
413         struct create_idle c_idle = {
414                 .cpu    = cpu,
415                 .done   = COMPLETION_INITIALIZER(c_idle.done),
416         };
417         DECLARE_WORK(work, do_fork_idle, &c_idle);
418
419         c_idle.idle = get_idle_for_cpu(cpu);
420         if (c_idle.idle) {
421                 init_idle(c_idle.idle, cpu);
422                 goto do_rest;
423         }
424
425         /*
426          * We can't use kernel_thread since we must avoid to reschedule the child.
427          */
428         if (!keventd_up() || current_is_keventd())
429                 work.func(work.data);
430         else {
431                 schedule_work(&work);
432                 wait_for_completion(&c_idle.done);
433         }
434
435         if (IS_ERR(c_idle.idle))
436                 panic("failed fork for CPU %d", cpu);
437
438         set_idle_for_cpu(cpu, c_idle.idle);
439
440 do_rest:
441         task_for_booting_cpu = c_idle.idle;
442
443         Dprintk("Sending wakeup vector %lu to AP 0x%x/0x%x.\n", ap_wakeup_vector, cpu, sapicid);
444
445         set_brendez_area(cpu);
446         platform_send_ipi(cpu, ap_wakeup_vector, IA64_IPI_DM_INT, 0);
447
448         /*
449          * Wait 10s total for the AP to start
450          */
451         Dprintk("Waiting on callin_map ...");
452         for (timeout = 0; timeout < 100000; timeout++) {
453                 if (cpu_isset(cpu, cpu_callin_map))
454                         break;  /* It has booted */
455                 udelay(100);
456         }
457         Dprintk("\n");
458
459         if (!cpu_isset(cpu, cpu_callin_map)) {
460                 printk(KERN_ERR "Processor 0x%x/0x%x is stuck.\n", cpu, sapicid);
461                 ia64_cpu_to_sapicid[cpu] = -1;
462                 cpu_clear(cpu, cpu_online_map);  /* was set in smp_callin() */
463                 return -EINVAL;
464         }
465         return 0;
466 }
467
468 static int __init
469 decay (char *str)
470 {
471         int ticks;
472         get_option (&str, &ticks);
473         return 1;
474 }
475
476 __setup("decay=", decay);
477
478 /*
479  * Initialize the logical CPU number to SAPICID mapping
480  */
481 void __init
482 smp_build_cpu_map (void)
483 {
484         int sapicid, cpu, i;
485         int boot_cpu_id = hard_smp_processor_id();
486
487         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
488                 ia64_cpu_to_sapicid[cpu] = -1;
489 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
490                 cpu_set(cpu, cpu_possible_map);
491 #endif
492         }
493
494         ia64_cpu_to_sapicid[0] = boot_cpu_id;
495         cpus_clear(cpu_present_map);
496         cpu_set(0, cpu_present_map);
497         cpu_set(0, cpu_possible_map);
498         for (cpu = 1, i = 0; i < smp_boot_data.cpu_count; i++) {
499                 sapicid = smp_boot_data.cpu_phys_id[i];
500                 if (sapicid == boot_cpu_id)
501                         continue;
502                 cpu_set(cpu, cpu_present_map);
503                 cpu_set(cpu, cpu_possible_map);
504                 ia64_cpu_to_sapicid[cpu] = sapicid;
505                 cpu++;
506         }
507 }
508
509 #ifdef CONFIG_NUMA
510
511 /* on which node is each logical CPU (one cacheline even for 64 CPUs) */
512 u8 cpu_to_node_map[NR_CPUS] __cacheline_aligned;
513 EXPORT_SYMBOL(cpu_to_node_map);
514 /* which logical CPUs are on which nodes */
515 cpumask_t node_to_cpu_mask[MAX_NUMNODES] __cacheline_aligned;
516
517 /*
518  * Build cpu to node mapping and initialize the per node cpu masks.
519  */
520 void __init
521 build_cpu_to_node_map (void)
522 {
523         int cpu, i, node;
524
525         for(node=0; node<MAX_NUMNODES; node++)
526                 cpus_clear(node_to_cpu_mask[node]);
527         for(cpu = 0; cpu < NR_CPUS; ++cpu) {
528                 /*
529                  * All Itanium NUMA platforms I know use ACPI, so maybe we
530                  * can drop this ifdef completely.                    [EF]
531                  */
532 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
533                 node = -1;
534                 for (i = 0; i < NR_CPUS; ++i)
535                         if (cpu_physical_id(cpu) == node_cpuid[i].phys_id) {
536                                 node = node_cpuid[i].nid;
537                                 break;
538                         }
539 #else
540 #               error Fixme: Dunno how to build CPU-to-node map.
541 #endif
542                 cpu_to_node_map[cpu] = (node >= 0) ? node : 0;
543                 if (node >= 0)
544                         cpu_set(cpu, node_to_cpu_mask[node]);
545         }
546 }
547
548 #endif /* CONFIG_NUMA */
549
550 /*
551  * Cycle through the APs sending Wakeup IPIs to boot each.
552  */
553 void __init
554 smp_prepare_cpus (unsigned int max_cpus)
555 {
556         int boot_cpu_id = hard_smp_processor_id();
557
558         /*
559          * Initialize the per-CPU profiling counter/multiplier
560          */
561
562         smp_setup_percpu_timer();
563
564         /*
565          * We have the boot CPU online for sure.
566          */
567         cpu_set(0, cpu_online_map);
568         cpu_set(0, cpu_callin_map);
569
570         local_cpu_data->loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
571         ia64_cpu_to_sapicid[0] = boot_cpu_id;
572
573         printk(KERN_INFO "Boot processor id 0x%x/0x%x\n", 0, boot_cpu_id);
574
575         current_thread_info()->cpu = 0;
576
577         /*
578          * If SMP should be disabled, then really disable it!
579          */
580         if (!max_cpus) {
581                 printk(KERN_INFO "SMP mode deactivated.\n");
582                 cpus_clear(cpu_online_map);
583                 cpus_clear(cpu_present_map);
584                 cpus_clear(cpu_possible_map);
585                 cpu_set(0, cpu_online_map);
586                 cpu_set(0, cpu_present_map);
587                 cpu_set(0, cpu_possible_map);
588                 return;
589         }
590 }
591
592 void __devinit smp_prepare_boot_cpu(void)
593 {
594         cpu_set(smp_processor_id(), cpu_online_map);
595         cpu_set(smp_processor_id(), cpu_callin_map);
596 }
597
598 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
599 extern void fixup_irqs(void);
600 /* must be called with cpucontrol mutex held */
601 int __cpu_disable(void)
602 {
603         int cpu = smp_processor_id();
604
605         /*
606          * dont permit boot processor for now
607          */
608         if (cpu == 0)
609                 return -EBUSY;
610
611         fixup_irqs();
612         local_flush_tlb_all();
613         cpu_clear(cpu, cpu_callin_map);
614         return 0;
615 }
616
617 void __cpu_die(unsigned int cpu)
618 {
619         unsigned int i;
620
621         for (i = 0; i < 100; i++) {
622                 /* They ack this in play_dead by setting CPU_DEAD */
623                 if (per_cpu(cpu_state, cpu) == CPU_DEAD)
624                 {
625                         printk ("CPU %d is now offline\n", cpu);
626                         return;
627                 }
628                 msleep(100);
629         }
630         printk(KERN_ERR "CPU %u didn't die...\n", cpu);
631 }
632 #else /* !CONFIG_HOTPLUG_CPU */
633 int __cpu_disable(void)
634 {
635         return -ENOSYS;
636 }
637
638 void __cpu_die(unsigned int cpu)
639 {
640         /* We said "no" in __cpu_disable */
641         BUG();
642 }
643 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
644
645 void
646 smp_cpus_done (unsigned int dummy)
647 {
648         int cpu;
649         unsigned long bogosum = 0;
650
651         /*
652          * Allow the user to impress friends.
653          */
654
655         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++)
656                 if (cpu_online(cpu))
657                         bogosum += cpu_data(cpu)->loops_per_jiffy;
658
659         printk(KERN_INFO "Total of %d processors activated (%lu.%02lu BogoMIPS).\n",
660                (int)num_online_cpus(), bogosum/(500000/HZ), (bogosum/(5000/HZ))%100);
661 }
662
663 int __devinit
664 __cpu_up (unsigned int cpu)
665 {
666         int ret;
667         int sapicid;
668
669         sapicid = ia64_cpu_to_sapicid[cpu];
670         if (sapicid == -1)
671                 return -EINVAL;
672
673         /*
674          * Already booted cpu? not valid anymore since we dont
675          * do idle loop tightspin anymore.
676          */
677         if (cpu_isset(cpu, cpu_callin_map))
678                 return -EINVAL;
679
680         /* Processor goes to start_secondary(), sets online flag */
681         ret = do_boot_cpu(sapicid, cpu);
682         if (ret < 0)
683                 return ret;
684
685         return 0;
686 }
687
688 /*
689  * Assume that CPU's have been discovered by some platform-dependent interface.  For
690  * SoftSDV/Lion, that would be ACPI.
691  *
692  * Setup of the IPI irq handler is done in irq.c:init_IRQ_SMP().
693  */
694 void __init
695 init_smp_config(void)
696 {
697         struct fptr {
698                 unsigned long fp;
699                 unsigned long gp;
700         } *ap_startup;
701         long sal_ret;
702
703         /* Tell SAL where to drop the AP's.  */
704         ap_startup = (struct fptr *) start_ap;
705         sal_ret = ia64_sal_set_vectors(SAL_VECTOR_OS_BOOT_RENDEZ,
706                                        ia64_tpa(ap_startup->fp), ia64_tpa(ap_startup->gp), 0, 0, 0, 0);
707         if (sal_ret < 0)
708                 printk(KERN_ERR "SMP: Can't set SAL AP Boot Rendezvous: %s\n",
709                        ia64_sal_strerror(sal_ret));
710 }
711