arch/ppc64/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/paca.h>
  43 #include <asm/time.h>
  44 #include <asm/machdep.h>
  45 #include <asm/cputable.h>
  46 #include <asm/system.h>
  47 #include <asm/abs_addr.h>
  48
  49 #include "mpic.h"
  50
  51 #ifdef DEBUG
  52 #define DBG(fmt...) udbg_printf(fmt)
  53 #else
  54 #define DBG(fmt...)
  55 #endif
  56
  57 cpumask_t cpu_possible_map = CPU_MASK_NONE;
  58 cpumask_t cpu_online_map = CPU_MASK_NONE;
  59 cpumask_t cpu_sibling_map[NR_CPUS] = { [0 ... NR_CPUS-1] = CPU_MASK_NONE };
  60
  61 EXPORT_SYMBOL(cpu_online_map);
  62 EXPORT_SYMBOL(cpu_possible_map);
  63
  64 struct smp_ops_t *smp_ops;
  65
  66 static volatile unsigned int cpu_callin_map[NR_CPUS];
  67
  68 extern unsigned char stab_array[];
  69
  70 void smp_call_function_interrupt(void);
  71
  72 int smt_enabled_at_boot = 1;
  73
  74 #ifdef CONFIG_PPC_MULTIPLATFORM
  75 void smp_mpic_message_pass(int target, int msg)
  76 {
  77         /* make sure we're sending something that translates to an IPI */
  78         if ( msg > 0x3 ){
  79                 printk("SMP %d: smp_message_pass: unknown msg %d\n",
  80                        smp_processor_id(), msg);
  81                 return;
  82         }
  83         switch ( target )
  84         {
  85         case MSG_ALL:
  86                 mpic_send_ipi(msg, 0xffffffff);
  87                 break;
  88         case MSG_ALL_BUT_SELF:
  89                 mpic_send_ipi(msg, 0xffffffff & ~(1 << smp_processor_id()));
  90                 break;
  91         default:
  92                 mpic_send_ipi(msg, 1 << target);
  93                 break;
  94         }
  95 }
  96
  97 int __init smp_mpic_probe(void)
  98 {
  99         int nr_cpus;
 100
 101         DBG("smp_mpic_probe()...\n");
 102
 103         nr_cpus = cpus_weight(cpu_possible_map);
 104
 105         DBG("nr_cpus: %d\n", nr_cpus);
 106
 107         if (nr_cpus > 1)
 108                 mpic_request_ipis();
 109
 110         return nr_cpus;
 111 }
 112
 113 void __devinit smp_mpic_setup_cpu(int cpu)
 114 {
 115         mpic_setup_this_cpu();
 116 }
 117
 118 void __devinit smp_generic_kick_cpu(int nr)
 119 {
 120         BUG_ON(nr < 0 || nr >= NR_CPUS);
 121
 122         /*
 123          * The processor is currently spinning, waiting for the
 124          * cpu_start field to become non-zero After we set cpu_start,
 125          * the processor will continue on to secondary_start
 126          */
 127         paca[nr].cpu_start = 1;
 128         smp_mb();
 129 }
 130
 131 #endif /* CONFIG_PPC_MULTIPLATFORM */
 132
 133 static void __init smp_space_timers(unsigned int max_cpus)
 134 {
 135         int i;
 136         unsigned long offset = tb_ticks_per_jiffy / max_cpus;
 137         unsigned long previous_tb = paca[boot_cpuid].next_jiffy_update_tb;
 138
 139         for_each_cpu(i) {
 140                 if (i != boot_cpuid) {
 141                         paca[i].next_jiffy_update_tb =
 142                                 previous_tb + offset;
 143                         previous_tb = paca[i].next_jiffy_update_tb;
 144                 }
 145         }
 146 }
 147
 148 void smp_message_recv(int msg, struct pt_regs *regs)
 149 {
 150         switch(msg) {
 151         case PPC_MSG_CALL_FUNCTION:
 152                 smp_call_function_interrupt();
 153                 break;
 154         case PPC_MSG_RESCHEDULE:
 155                 /* XXX Do we have to do this? */
 156                 set_need_resched();
 157                 break;
 158 #if 0
 159         case PPC_MSG_MIGRATE_TASK:
 160                 /* spare */
 161                 break;
 162 #endif
 163 #ifdef CONFIG_DEBUGGER
 164         case PPC_MSG_DEBUGGER_BREAK:
 165                 debugger_ipi(regs);
 166                 break;
 167 #endif
 168         default:
 169                 printk("SMP %d: smp_message_recv(): unknown msg %d\n",
 170                        smp_processor_id(), msg);
 171                 break;
 172         }
 173 }
 174
 175 void smp_send_reschedule(int cpu)
 176 {
 177         smp_ops->message_pass(cpu, PPC_MSG_RESCHEDULE);
 178 }
 179
 180 #ifdef CONFIG_DEBUGGER
 181 void smp_send_debugger_break(int cpu)
 182 {
 183         smp_ops->message_pass(cpu, PPC_MSG_DEBUGGER_BREAK);
 184 }
 185 #endif
 186
 187 static void stop_this_cpu(void *dummy)
 188 {
 189         local_irq_disable();
 190         while (1)
 191                 ;
 192 }
 193
 194 void smp_send_stop(void)
 195 {
 196         smp_call_function(stop_this_cpu, NULL, 1, 0);
 197 }
 198
 199 /*
 200  * Structure and data for smp_call_function(). This is designed to minimise
 201  * static memory requirements. It also looks cleaner.
 202  * Stolen from the i386 version.
 203  */
 204 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(call_lock);
 205
 206 static struct call_data_struct {
 207         void (*func) (void *info);
 208         void *info;
 209         atomic_t started;
 210         atomic_t finished;
 211         int wait;
 212 } *call_data;
 213
 214 /* delay of at least 8 seconds on 1GHz cpu */
 215 #define SMP_CALL_TIMEOUT (1UL << (30 + 3))
 216
 217 /*
 218  * This function sends a 'generic call function' IPI to all other CPUs
 219  * in the system.
 220  *
 221  * [SUMMARY] Run a function on all other CPUs.
 222  * <func> The function to run. This must be fast and non-blocking.
 223  * <info> An arbitrary pointer to pass to the function.
 224  * <nonatomic> currently unused.
 225  * <wait> If 1, wait (atomically) until function has completed on other CPUs.
 226  *        If 0, wait for the IPI to be received by other CPUs, but do not
 227  *              wait for the function completion on each CPU.
 228  *        If -1, do not wait for other CPUs to receive IPI.
 229  * [RETURNS] 0 on success, else a negative status code. Does not return until
 230  * remote CPUs are nearly ready to execute <<func>> or are or have executed.
 231  *
 232  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
 233  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler.
 234  */
 235 int smp_call_function (void (*func) (void *info), void *info, int nonatomic,
 236                        int wait)
 237 {
 238         static struct call_data_struct dumpdata;
 239         struct call_data_struct normaldata;
 240         struct call_data_struct *data;
 241         int ret = -1, cpus;
 242         unsigned long timeout;
 243
 244         /* Can deadlock when called with interrupts disabled */
 245         WARN_ON(irqs_disabled() && wait >= 0);
 246
 247         spin_lock(&call_lock);
 248         if (wait == -1) {
 249                 if (dumpdata.func) {
 250                         ret = 0;
 251                         goto out;
 252                 }
 253                 data = &dumpdata;
 254         } else
 255                 data = &normaldata;
 256
 257         data->func = func;
 258         data->info = info;
 259         atomic_set(&data->started, 0);
 260         data->wait = wait > 0 ? wait : 0;
 261         if (wait > 0)
 262                 atomic_set(&data->finished, 0);
 263
 264         /* Must grab online cpu count with preempt disabled, otherwise
 265          * it can change. */
 266         cpus = num_online_cpus() - 1;
 267         if (!cpus) {
 268                 ret = 0;
 269                 goto out;
 270         }
 271
 272         call_data = data;
 273         smp_wmb();
 274         /* Send a message to all other CPUs and wait for them to respond */
 275         smp_ops->message_pass(MSG_ALL_BUT_SELF, PPC_MSG_CALL_FUNCTION);
 276
 277         /* Wait for response */
 278         timeout = SMP_CALL_TIMEOUT;
 279         while (atomic_read(&data->started) != cpus) {
 280                 HMT_low();
 281                 if (--timeout == 0) {
 282                         printk("smp_call_function on cpu %d: other cpus not "
 283                                "responding (%d)\n", smp_processor_id(),
 284                                atomic_read(&data->started));
 285                         if (wait >= 0)
 286                                 debugger(NULL);
 287                         goto out;
 288                 }
 289         }
 290
 291         if (wait > 0) {
 292                 timeout = SMP_CALL_TIMEOUT;
 293                 while (atomic_read(&data->finished) != cpus) {
 294                         HMT_low();
 295                         if (--timeout == 0) {
 296                                 printk("smp_call_function on cpu %d: other "
 297                                        "cpus not finishing (%d/%d)\n",
 298                                        smp_processor_id(),
 299                                        atomic_read(&data->finished),
 300                                        atomic_read(&data->started));
 301                                 debugger(NULL);
 302                                 goto out;
 303                         }
 304                 }
 305         }
 306
 307         ret = 0;
 308
 309 out:
 310         call_data = NULL;
 311         HMT_medium();
 312         spin_unlock(&call_lock);
 313         return ret;
 314 }
 315
 316 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function);
 317
 318 void smp_call_function_interrupt(void)
 319 {
 320         void (*func) (void *info);
 321         void *info;
 322         int wait;
 323
 324         /* call_data will be NULL if the sender timed out while
 325          * waiting on us to receive the call.
 326          */
 327         if (!call_data)
 328                 return;
 329
 330         func = call_data->func;
 331         info = call_data->info;
 332         wait = call_data->wait;
 333
 334         if (!wait)
 335                 smp_mb__before_atomic_inc();
 336
 337         /*
 338          * Notify initiating CPU that I've grabbed the data and am
 339          * about to execute the function
 340          */
 341         atomic_inc(&call_data->started);
 342         /*
 343          * At this point the info structure may be out of scope unless wait==1
 344          */
 345         (*func)(info);
 346         if (wait) {
 347                 smp_mb__before_atomic_inc();
 348                 atomic_inc(&call_data->finished);
 349         }
 350 }
 351
 352 extern struct gettimeofday_struct do_gtod;
 353
 354 struct thread_info *current_set[NR_CPUS];
 355
 356 DECLARE_PER_CPU(unsigned int, pvr);
 357
 358 static void __devinit smp_store_cpu_info(int id)
 359 {
 360         per_cpu(pvr, id) = mfspr(SPRN_PVR);
 361 }
 362
 363 static void __init smp_create_idle(unsigned int cpu)
 364 {
 365         struct task_struct *p;
 366
 367         /* create a process for the processor */
 368         p = fork_idle(cpu);
 369         if (IS_ERR(p))
 370                 panic("failed fork for CPU %u: %li", cpu, PTR_ERR(p));
 371         paca[cpu].__current = p;
 372         current_set[cpu] = p->thread_info;
 373 }
 374
 375 void __init smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
 376 {
 377         unsigned int cpu;
 378
 379         DBG("smp_prepare_cpus\n");
 380
 381         /*
 382          * setup_cpu may need to be called on the boot cpu. We havent
 383          * spun any cpus up but lets be paranoid.
 384          */
 385         BUG_ON(boot_cpuid != smp_processor_id());
 386
 387         /* Fixup boot cpu */
 388         smp_store_cpu_info(boot_cpuid);
 389         cpu_callin_map[boot_cpuid] = 1;
 390
 391 #ifndef CONFIG_PPC_ISERIES
 392         paca[boot_cpuid].next_jiffy_update_tb = tb_last_stamp = get_tb();
 393
 394         /*
 395          * Should update do_gtod.stamp_xsec.
 396          * For now we leave it which means the time can be some
 397          * number of msecs off until someone does a settimeofday()
 398          */
 399         do_gtod.varp->tb_orig_stamp = tb_last_stamp;
 400         systemcfg->tb_orig_stamp = tb_last_stamp;
 401 #endif
 402
 403         max_cpus = smp_ops->probe();
 404
 405         smp_space_timers(max_cpus);
 406
 407         for_each_cpu(cpu)
 408                 if (cpu != boot_cpuid)
 409                         smp_create_idle(cpu);
 410 }
 411
 412 void __devinit smp_prepare_boot_cpu(void)
 413 {
 414         BUG_ON(smp_processor_id() != boot_cpuid);
 415
 416         cpu_set(boot_cpuid, cpu_online_map);
 417
 418         paca[boot_cpuid].__current = current;
 419         current_set[boot_cpuid] = current->thread_info;
 420 }
 421
 422 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 423 /* State of each CPU during hotplug phases */
 424 DEFINE_PER_CPU(int, cpu_state) = { 0 };
 425
 426 int generic_cpu_disable(void)
 427 {
 428         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 429
 430         if (cpu == boot_cpuid)
 431                 return -EBUSY;
 432
 433         systemcfg->processorCount--;
 434         cpu_clear(cpu, cpu_online_map);
 435         fixup_irqs(cpu_online_map);
 436         return 0;
 437 }
 438
 439 int generic_cpu_enable(unsigned int cpu)
 440 {
 441         /* Do the normal bootup if we haven't
 442          * already bootstrapped. */
 443         if (system_state != SYSTEM_RUNNING)
 444                 return -ENOSYS;
 445
 446         /* get the target out of it's holding state */
 447         per_cpu(cpu_state, cpu) = CPU_UP_PREPARE;
 448         smp_wmb();
 449
 450         while (!cpu_online(cpu))
 451                 cpu_relax();
 452
 453         fixup_irqs(cpu_online_map);
 454         /* counter the irq disable in fixup_irqs */
 455         local_irq_enable();
 456         return 0;
 457 }
 458
 459 void generic_cpu_die(unsigned int cpu)
 460 {
 461         int i;
 462
 463         for (i = 0; i < 100; i++) {
 464                 smp_rmb();
 465                 if (per_cpu(cpu_state, cpu) == CPU_DEAD)
 466                         return;
 467                 msleep(100);
 468         }
 469         printk(KERN_ERR "CPU%d didn't die...\n", cpu);
 470 }
 471
 472 void generic_mach_cpu_die(void)
 473 {
 474         unsigned int cpu;
 475
 476         local_irq_disable();
 477         cpu = smp_processor_id();
 478         printk(KERN_DEBUG "CPU%d offline\n", cpu);
 479         __get_cpu_var(cpu_state) = CPU_DEAD;
 480         smp_wmb();
 481         while (__get_cpu_var(cpu_state) != CPU_UP_PREPARE)
 482                 cpu_relax();
 483
 484         flush_tlb_pending();
 485         cpu_set(cpu, cpu_online_map);
 486         local_irq_enable();
 487 }
 488 #endif
 489
 490 static int __devinit cpu_enable(unsigned int cpu)
 491 {
 492         if (smp_ops->cpu_enable)
 493                 return smp_ops->cpu_enable(cpu);
 494
 495         return -ENOSYS;
 496 }
 497
 498 int __devinit __cpu_up(unsigned int cpu)
 499 {
 500         int c;
 501
 502         if (!cpu_enable(cpu))
 503                 return 0;
 504
 505         if (smp_ops->cpu_bootable && !smp_ops->cpu_bootable(cpu))
 506                 return -EINVAL;
 507
 508         paca[cpu].default_decr = tb_ticks_per_jiffy;
 509
 510         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_SLB)) {
 511                 void *tmp;
 512
 513                 /* maximum of 48 CPUs on machines with a segment table */
 514                 if (cpu >= 48)
 515                         BUG();
 516
 517                 tmp = &stab_array[PAGE_SIZE * cpu];
 518                 memset(tmp, 0, PAGE_SIZE);
 519                 paca[cpu].stab_addr = (unsigned long)tmp;
 520                 paca[cpu].stab_real = virt_to_abs(tmp);
 521         }
 522
 523         /* Make sure callin-map entry is 0 (can be leftover a CPU
 524          * hotplug
 525          */
 526         cpu_callin_map[cpu] = 0;
 527
 528         /* The information for processor bringup must
 529          * be written out to main store before we release
 530          * the processor.
 531          */
 532         smp_mb();
 533
 534         /* wake up cpus */
 535         DBG("smp: kicking cpu %d\n", cpu);
 536         smp_ops->kick_cpu(cpu);
 537
 538         /*
 539          * wait to see if the cpu made a callin (is actually up).
 540          * use this value that I found through experimentation.
 541          * -- Cort
 542          */
 543         if (system_state < SYSTEM_RUNNING)
 544                 for (c = 5000; c && !cpu_callin_map[cpu]; c--)
 545                         udelay(100);
 546 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 547         else
 548                 /*
 549                  * CPUs can take much longer to come up in the
 550                  * hotplug case.  Wait five seconds.
 551                  */
 552                 for (c = 25; c && !cpu_callin_map[cpu]; c--) {
 553                         msleep(200);
 554                 }
 555 #endif
 556
 557         if (!cpu_callin_map[cpu]) {
 558                 printk("Processor %u is stuck.\n", cpu);
 559                 return -ENOENT;
 560         }
 561
 562         printk("Processor %u found.\n", cpu);
 563
 564         if (smp_ops->give_timebase)
 565                 smp_ops->give_timebase();
 566
 567         /* Wait until cpu puts itself in the online map */
 568         while (!cpu_online(cpu))
 569                 cpu_relax();
 570
 571         return 0;
 572 }
 573
 574
 575 /* Activate a secondary processor. */
 576 int __devinit start_secondary(void *unused)
 577 {
 578         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 579
 580         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
 581         current->active_mm = &init_mm;
 582
 583         smp_store_cpu_info(cpu);
 584         set_dec(paca[cpu].default_decr);
 585         cpu_callin_map[cpu] = 1;
 586
 587         smp_ops->setup_cpu(cpu);
 588         if (smp_ops->take_timebase)
 589                 smp_ops->take_timebase();
 590
 591         spin_lock(&call_lock);
 592         cpu_set(cpu, cpu_online_map);
 593         spin_unlock(&call_lock);
 594
 595         local_irq_enable();
 596
 597         cpu_idle();
 598         return 0;
 599 }
 600
 601 int setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
 602 {
 603         return 0;
 604 }
 605
 606 void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
 607 {
 608         cpumask_t old_mask;
 609
 610         /* We want the setup_cpu() here to be called from CPU 0, but our
 611          * init thread may have been "borrowed" by another CPU in the meantime
 612          * se we pin us down to CPU 0 for a short while
 613          */
 614         old_mask = current->cpus_allowed;
 615         set_cpus_allowed(current, cpumask_of_cpu(boot_cpuid));
 616
 617         smp_ops->setup_cpu(boot_cpuid);
 618
 619         set_cpus_allowed(current, old_mask);
 620 }
 621
 622 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 623 int __cpu_disable(void)
 624 {
 625         if (smp_ops->cpu_disable)
 626                 return smp_ops->cpu_disable();
 627
 628         return -ENOSYS;
 629 }
 630
 631 void __cpu_die(unsigned int cpu)
 632 {
 633         if (smp_ops->cpu_die)
 634                 smp_ops->cpu_die(cpu);
 635 }
 636 #endif