arch/i386/kernel/smpboot.c

   1 /*
   2  *      x86 SMP booting functions
   3  *
   4  *      (c) 1995 Alan Cox, Building #3 <alan@redhat.com>
   5  *      (c) 1998, 1999, 2000 Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
   6  *
   7  *      Much of the core SMP work is based on previous work by Thomas Radke, to
   8  *      whom a great many thanks are extended.
   9  *
  10  *      Thanks to Intel for making available several different Pentium,
  11  *      Pentium Pro and Pentium-II/Xeon MP machines.
  12  *      Original development of Linux SMP code supported by Caldera.
  13  *
  14  *      This code is released under the GNU General Public License version 2 or
  15  *      later.
  16  *
  17  *      Fixes
  18  *              Felix Koop      :       NR_CPUS used properly
  19  *              Jose Renau      :       Handle single CPU case.
  20  *              Alan Cox        :       By repeated request 8) - Total BogoMIP report.
  21  *              Greg Wright     :       Fix for kernel stacks panic.
  22  *              Erich Boleyn    :       MP v1.4 and additional changes.
  23  *      Matthias Sattler        :       Changes for 2.1 kernel map.
  24  *      Michel Lespinasse       :       Changes for 2.1 kernel map.
  25  *      Michael Chastain        :       Change trampoline.S to gnu as.
  26  *              Alan Cox        :       Dumb bug: 'B' step PPro's are fine
  27  *              Ingo Molnar     :       Added APIC timers, based on code
  28  *                                      from Jose Renau
  29  *              Ingo Molnar     :       various cleanups and rewrites
  30  *              Tigran Aivazian :       fixed "0.00 in /proc/uptime on SMP" bug.
  31  *      Maciej W. Rozycki       :       Bits for genuine 82489DX APICs
  32  *              Martin J. Bligh :       Added support for multi-quad systems
  33  *              Dave Jones      :       Report invalid combinations of Athlon CPUs.
  34 *               Rusty Russell   :       Hacked into shape for new "hotplug" boot process. */
  35
  36 #include <linux/module.h>
  37 #include <linux/config.h>
  38 #include <linux/init.h>
  39 #include <linux/kernel.h>
  40
  41 #include <linux/mm.h>
  42 #include <linux/kernel_stat.h>
  43 #include <linux/smp_lock.h>
  44 #include <linux/irq.h>
  45 #include <linux/bootmem.h>
  46
  47 #include <linux/delay.h>
  48 #include <linux/mc146818rtc.h>
  49 #include <asm/pgalloc.h>
  50 #include <asm/tlbflush.h>
  51 #include <asm/desc.h>
  52 #include <asm/arch_hooks.h>
  53
  54 #include <mach_apic.h>
  55 #include <mach_wakecpu.h>
  56 #include <smpboot_hooks.h>
  57
  58 /* Set if we find a B stepping CPU */
  59 static int __initdata smp_b_stepping;
  60
  61 /* Number of siblings per CPU package */
  62 int smp_num_siblings = 1;
  63 int phys_proc_id[NR_CPUS]; /* Package ID of each logical CPU */
  64
  65 /* bitmap of online cpus */
  66 cpumask_t cpu_online_map;
  67
  68 static cpumask_t cpu_callin_map;
  69 cpumask_t cpu_callout_map;
  70 static cpumask_t smp_commenced_mask;
  71
  72 /* Per CPU bogomips and other parameters */
  73 struct cpuinfo_x86 cpu_data[NR_CPUS] __cacheline_aligned;
  74
  75 /* Set when the idlers are all forked */
  76 int smp_threads_ready;
  77
  78 /*
  79  * Trampoline 80x86 program as an array.
  80  */
  81
  82 extern unsigned char trampoline_data [];
  83 extern unsigned char trampoline_end  [];
  84 static unsigned char *trampoline_base;
  85
  86 /*
  87  * Currently trivial. Write the real->protected mode
  88  * bootstrap into the page concerned. The caller
  89  * has made sure it's suitably aligned.
  90  */
  91
  92 static unsigned long __init setup_trampoline(void)
  93 {
  94         memcpy(trampoline_base, trampoline_data, trampoline_end - trampoline_data);
  95         return virt_to_phys(trampoline_base);
  96 }
  97
  98 /*
  99  * We are called very early to get the low memory for the
 100  * SMP bootup trampoline page.
 101  */
 102 void __init smp_alloc_memory(void)
 103 {
 104         trampoline_base = (void *) alloc_bootmem_low_pages(PAGE_SIZE);
 105         /*
 106          * Has to be in very low memory so we can execute
 107          * real-mode AP code.
 108          */
 109         if (__pa(trampoline_base) >= 0x9F000)
 110                 BUG();
 111 }
 112
 113 /*
 114  * The bootstrap kernel entry code has set these up. Save them for
 115  * a given CPU
 116  */
 117
 118 static void __init smp_store_cpu_info(int id)
 119 {
 120         struct cpuinfo_x86 *c = cpu_data + id;
 121
 122         *c = boot_cpu_data;
 123         if (id!=0)
 124                 identify_cpu(c);
 125         /*
 126          * Mask B, Pentium, but not Pentium MMX
 127          */
 128         if (c->x86_vendor == X86_VENDOR_INTEL &&
 129             c->x86 == 5 &&
 130             c->x86_mask >= 1 && c->x86_mask <= 4 &&
 131             c->x86_model <= 3)
 132                 /*
 133                  * Remember we have B step Pentia with bugs
 134                  */
 135                 smp_b_stepping = 1;
 136
 137         /*
 138          * Certain Athlons might work (for various values of 'work') in SMP
 139          * but they are not certified as MP capable.
 140          */
 141         if ((c->x86_vendor == X86_VENDOR_AMD) && (c->x86 == 6)) {
 142
 143                 /* Athlon 660/661 is valid. */
 144                 if ((c->x86_model==6) && ((c->x86_mask==0) || (c->x86_mask==1)))
 145                         goto valid_k7;
 146
 147                 /* Duron 670 is valid */
 148                 if ((c->x86_model==7) && (c->x86_mask==0))
 149                         goto valid_k7;
 150
 151                 /*
 152                  * Athlon 662, Duron 671, and Athlon >model 7 have capability bit.
 153                  * It's worth noting that the A5 stepping (662) of some Athlon XP's
 154                  * have the MP bit set.
 155                  * See http://www.heise.de/newsticker/data/jow-18.10.01-000 for more.
 156                  */
 157                 if (((c->x86_model==6) && (c->x86_mask>=2)) ||
 158                     ((c->x86_model==7) && (c->x86_mask>=1)) ||
 159                      (c->x86_model> 7))
 160                         if (cpu_has_mp)
 161                                 goto valid_k7;
 162
 163                 /* If we get here, it's not a certified SMP capable AMD system. */
 164                 tainted |= TAINT_UNSAFE_SMP;
 165         }
 166
 167 valid_k7:
 168         ;
 169 }
 170
 171 /*
 172  * TSC synchronization.
 173  *
 174  * We first check whether all CPUs have their TSC's synchronized,
 175  * then we print a warning if not, and always resync.
 176  */
 177
 178 static atomic_t tsc_start_flag = ATOMIC_INIT(0);
 179 static atomic_t tsc_count_start = ATOMIC_INIT(0);
 180 static atomic_t tsc_count_stop = ATOMIC_INIT(0);
 181 static unsigned long long tsc_values[NR_CPUS];
 182
 183 #define NR_LOOPS 5
 184
 185 /*
 186  * accurate 64-bit/32-bit division, expanded to 32-bit divisions and 64-bit
 187  * multiplication. Not terribly optimized but we need it at boot time only
 188  * anyway.
 189  *
 190  * result == a / b
 191  *      == (a1 + a2*(2^32)) / b
 192  *      == a1/b + a2*(2^32/b)
 193  *      == a1/b + a2*((2^32-1)/b) + a2/b + (a2*((2^32-1) % b))/b
 194  *                  ^---- (this multiplication can overflow)
 195  */
 196
 197 static unsigned long long __init div64 (unsigned long long a, unsigned long b0)
 198 {
 199         unsigned int a1, a2;
 200         unsigned long long res;
 201
 202         a1 = ((unsigned int*)&a)[0];
 203         a2 = ((unsigned int*)&a)[1];
 204
 205         res = a1/b0 +
 206                 (unsigned long long)a2 * (unsigned long long)(0xffffffff/b0) +
 207                 a2 / b0 +
 208                 (a2 * (0xffffffff % b0)) / b0;
 209
 210         return res;
 211 }
 212
 213 static void __init synchronize_tsc_bp (void)
 214 {
 215         int i;
 216         unsigned long long t0;
 217         unsigned long long sum, avg;
 218         long long delta;
 219         unsigned long one_usec;
 220         int buggy = 0;
 221
 222         printk("checking TSC synchronization across %u CPUs: ", num_booting_cpus());
 223
 224         /* convert from kcyc/sec to cyc/usec */
 225         one_usec = cpu_khz / 1000;
 226
 227         atomic_set(&tsc_start_flag, 1);
 228         wmb();
 229
 230         /*
 231          * We loop a few times to get a primed instruction cache,
 232          * then the last pass is more or less synchronized and
 233          * the BP and APs set their cycle counters to zero all at
 234          * once. This reduces the chance of having random offsets
 235          * between the processors, and guarantees that the maximum
 236          * delay between the cycle counters is never bigger than
 237          * the latency of information-passing (cachelines) between
 238          * two CPUs.
 239          */
 240         for (i = 0; i < NR_LOOPS; i++) {
 241                 /*
 242                  * all APs synchronize but they loop on '== num_cpus'
 243                  */
 244                 while (atomic_read(&tsc_count_start) != num_booting_cpus()-1)
 245                         mb();
 246                 atomic_set(&tsc_count_stop, 0);
 247                 wmb();
 248                 /*
 249                  * this lets the APs save their current TSC:
 250                  */
 251                 atomic_inc(&tsc_count_start);
 252
 253                 rdtscll(tsc_values[smp_processor_id()]);
 254                 /*
 255                  * We clear the TSC in the last loop:
 256                  */
 257                 if (i == NR_LOOPS-1)
 258                         write_tsc(0, 0);
 259
 260                 /*
 261                  * Wait for all APs to leave the synchronization point:
 262                  */
 263                 while (atomic_read(&tsc_count_stop) != num_booting_cpus()-1)
 264                         mb();
 265                 atomic_set(&tsc_count_start, 0);
 266                 wmb();
 267                 atomic_inc(&tsc_count_stop);
 268         }
 269
 270         sum = 0;
 271         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++) {
 272                 if (cpu_isset(i, cpu_callout_map)) {
 273                         t0 = tsc_values[i];
 274                         sum += t0;
 275                 }
 276         }
 277         avg = div64(sum, num_booting_cpus());
 278
 279         sum = 0;
 280         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++) {
 281                 if (!cpu_isset(i, cpu_callout_map))
 282                         continue;
 283                 delta = tsc_values[i] - avg;
 284                 if (delta < 0)
 285                         delta = -delta;
 286                 /*
 287                  * We report bigger than 2 microseconds clock differences.
 288                  */
 289                 if (delta > 2*one_usec) {
 290                         long realdelta;
 291                         if (!buggy) {
 292                                 buggy = 1;
 293                                 printk("\n");
 294                         }
 295                         realdelta = div64(delta, one_usec);
 296                         if (tsc_values[i] < avg)
 297                                 realdelta = -realdelta;
 298
 299                         printk("BIOS BUG: CPU#%d improperly initialized, has %ld usecs TSC skew! FIXED.\n", i, realdelta);
 300                 }
 301
 302                 sum += delta;
 303         }
 304         if (!buggy)
 305                 printk("passed.\n");
 306                 ;
 307 }
 308
 309 static void __init synchronize_tsc_ap (void)
 310 {
 311         int i;
 312
 313         /*
 314          * Not every cpu is online at the time
 315          * this gets called, so we first wait for the BP to
 316          * finish SMP initialization:
 317          */
 318         while (!atomic_read(&tsc_start_flag)) mb();
 319
 320         for (i = 0; i < NR_LOOPS; i++) {
 321                 atomic_inc(&tsc_count_start);
 322                 while (atomic_read(&tsc_count_start) != num_booting_cpus())
 323                         mb();
 324
 325                 rdtscll(tsc_values[smp_processor_id()]);
 326                 if (i == NR_LOOPS-1)
 327                         write_tsc(0, 0);
 328
 329                 atomic_inc(&tsc_count_stop);
 330                 while (atomic_read(&tsc_count_stop) != num_booting_cpus()) mb();
 331         }
 332 }
 333 #undef NR_LOOPS
 334
 335 extern void calibrate_delay(void);
 336
 337 static atomic_t init_deasserted;
 338
 339 void __init smp_callin(void)
 340 {
 341         int cpuid, phys_id;
 342         unsigned long timeout;
 343
 344         /*
 345          * If waken up by an INIT in an 82489DX configuration
 346          * we may get here before an INIT-deassert IPI reaches
 347          * our local APIC.  We have to wait for the IPI or we'll
 348          * lock up on an APIC access.
 349          */
 350         wait_for_init_deassert(&init_deasserted);
 351
 352         /*
 353          * (This works even if the APIC is not enabled.)
 354          */
 355         phys_id = GET_APIC_ID(apic_read(APIC_ID));
 356         cpuid = smp_processor_id();
 357         if (cpu_isset(cpuid, cpu_callin_map)) {
 358                 printk("huh, phys CPU#%d, CPU#%d already present??\n",
 359                                         phys_id, cpuid);
 360                 BUG();
 361         }
 362         Dprintk("CPU#%d (phys ID: %d) waiting for CALLOUT\n", cpuid, phys_id);
 363
 364         /*
 365          * STARTUP IPIs are fragile beasts as they might sometimes
 366          * trigger some glue motherboard logic. Complete APIC bus
 367          * silence for 1 second, this overestimates the time the
 368          * boot CPU is spending to send the up to 2 STARTUP IPIs
 369          * by a factor of two. This should be enough.
 370          */
 371
 372         /*
 373          * Waiting 2s total for startup (udelay is not yet working)
 374          */
 375         timeout = jiffies + 2*HZ;
 376         while (time_before(jiffies, timeout)) {
 377                 /*
 378                  * Has the boot CPU finished it's STARTUP sequence?
 379                  */
 380                 if (cpu_isset(cpuid, cpu_callout_map))
 381                         break;
 382                 rep_nop();
 383         }
 384
 385         if (!time_before(jiffies, timeout)) {
 386                 printk("BUG: CPU%d started up but did not get a callout!\n",
 387                         cpuid);
 388                 BUG();
 389         }
 390
 391         /*
 392          * the boot CPU has finished the init stage and is spinning
 393          * on callin_map until we finish. We are free to set up this
 394          * CPU, first the APIC. (this is probably redundant on most
 395          * boards)
 396          */
 397
 398         Dprintk("CALLIN, before setup_local_APIC().\n");
 399         smp_callin_clear_local_apic();
 400         setup_local_APIC();
 401         map_cpu_to_logical_apicid();
 402
 403         local_irq_enable();
 404
 405         /*
 406          * Get our bogomips.
 407          */
 408         calibrate_delay();
 409         Dprintk("Stack at about %p\n",&cpuid);
 410
 411         /*
 412          * Save our processor parameters
 413          */
 414         smp_store_cpu_info(cpuid);
 415
 416         disable_APIC_timer();
 417         local_irq_disable();
 418         /*
 419          * Allow the master to continue.
 420          */
 421         cpu_set(cpuid, cpu_callin_map);
 422
 423         /*
 424          *      Synchronize the TSC with the BP
 425          */
 426         if (cpu_has_tsc && cpu_khz)
 427                 synchronize_tsc_ap();
 428 }
 429
 430 int cpucount;
 431
 432 extern int cpu_idle(void);
 433
 434 /*
 435  * Activate a secondary processor.
 436  */
 437 int __init start_secondary(void *unused)
 438 {
 439         /*
 440          * Dont put anything before smp_callin(), SMP
 441          * booting is too fragile that we want to limit the
 442          * things done here to the most necessary things.
 443          */
 444         cpu_init();
 445         smp_callin();
 446         while (!cpu_isset(smp_processor_id(), smp_commenced_mask))
 447                 rep_nop();
 448         setup_secondary_APIC_clock();
 449         if (nmi_watchdog == NMI_IO_APIC) {
 450                 disable_8259A_irq(0);
 451                 enable_NMI_through_LVT0(NULL);
 452                 enable_8259A_irq(0);
 453         }
 454         enable_APIC_timer();
 455         /*
 456          * low-memory mappings have been cleared, flush them from
 457          * the local TLBs too.
 458          */
 459         local_flush_tlb();
 460         cpu_set(smp_processor_id(), cpu_online_map);
 461         wmb();
 462         return cpu_idle();
 463 }
 464
 465 /*
 466  * Everything has been set up for the secondary
 467  * CPUs - they just need to reload everything
 468  * from the task structure
 469  * This function must not return.
 470  */
 471 void __init initialize_secondary(void)
 472 {
 473         /*
 474          * We don't actually need to load the full TSS,
 475          * basically just the stack pointer and the eip.
 476          */
 477
 478         asm volatile(
 479                 "movl %0,%%esp\n\t"
 480                 "jmp *%1"
 481                 :
 482                 :"r" (current->thread.esp),"r" (current->thread.eip));
 483 }
 484
 485 extern struct {
 486         void * esp;
 487         unsigned short ss;
 488 } stack_start;
 489
 490 static struct task_struct * __init fork_by_hand(void)
 491 {
 492         struct pt_regs regs;
 493         /*
 494          * don't care about the eip and regs settings since
 495          * we'll never reschedule the forked task.
 496          */
 497         return copy_process(CLONE_VM|CLONE_IDLETASK, 0, &regs, 0, NULL, NULL);
 498 }
 499
 500 #ifdef CONFIG_NUMA
 501
 502 /* which logical CPUs are on which nodes */
 503 cpumask_t node_2_cpu_mask[MAX_NUMNODES] =
 504                                 { [0 ... MAX_NUMNODES-1] = CPU_MASK_NONE };
 505 /* which node each logical CPU is on */
 506 int cpu_2_node[NR_CPUS] = { [0 ... NR_CPUS-1] = 0 };
 507 EXPORT_SYMBOL(cpu_2_node);
 508
 509 /* set up a mapping between cpu and node. */
 510 static inline void map_cpu_to_node(int cpu, int node)
 511 {
 512         printk("Mapping cpu %d to node %d\n", cpu, node);
 513         cpu_set(cpu, node_2_cpu_mask[node]);
 514         cpu_2_node[cpu] = node;
 515 }
 516
 517 /* undo a mapping between cpu and node. */
 518 static inline void unmap_cpu_to_node(int cpu)
 519 {
 520         int node;
 521
 522         printk("Unmapping cpu %d from all nodes\n", cpu);
 523         for (node = 0; node < MAX_NUMNODES; node ++)
 524                 cpu_clear(cpu, node_2_cpu_mask[node]);
 525         cpu_2_node[cpu] = 0;
 526 }
 527 #else /* !CONFIG_NUMA */
 528
 529 #define map_cpu_to_node(cpu, node)      ({})
 530 #define unmap_cpu_to_node(cpu)  ({})
 531
 532 #endif /* CONFIG_NUMA */
 533
 534 u8 cpu_2_logical_apicid[NR_CPUS] = { [0 ... NR_CPUS-1] = BAD_APICID };
 535
 536 void map_cpu_to_logical_apicid(void)
 537 {
 538         int cpu = smp_processor_id();
 539         int apicid = logical_smp_processor_id();
 540
 541         cpu_2_logical_apicid[cpu] = apicid;
 542         map_cpu_to_node(cpu, apicid_to_node(apicid));
 543 }
 544
 545 void unmap_cpu_to_logical_apicid(int cpu)
 546 {
 547         cpu_2_logical_apicid[cpu] = BAD_APICID;
 548         unmap_cpu_to_node(cpu);
 549 }
 550
 551 #if APIC_DEBUG
 552 static inline void __inquire_remote_apic(int apicid)
 553 {
 554         int i, regs[] = { APIC_ID >> 4, APIC_LVR >> 4, APIC_SPIV >> 4 };
 555         char *names[] = { "ID", "VERSION", "SPIV" };
 556         int timeout, status;
 557
 558         printk("Inquiring remote APIC #%d...\n", apicid);
 559
 560         for (i = 0; i < sizeof(regs) / sizeof(*regs); i++) {
 561                 printk("... APIC #%d %s: ", apicid, names[i]);
 562
 563                 /*
 564                  * Wait for idle.
 565                  */
 566                 apic_wait_icr_idle();
 567
 568                 apic_write_around(APIC_ICR2, SET_APIC_DEST_FIELD(apicid));
 569                 apic_write_around(APIC_ICR, APIC_DM_REMRD | regs[i]);
 570
 571                 timeout = 0;
 572                 do {
 573                         udelay(100);
 574                         status = apic_read(APIC_ICR) & APIC_ICR_RR_MASK;
 575                 } while (status == APIC_ICR_RR_INPROG && timeout++ < 1000);
 576
 577                 switch (status) {
 578                 case APIC_ICR_RR_VALID:
 579                         status = apic_read(APIC_RRR);
 580                         printk("%08x\n", status);
 581                         break;
 582                 default:
 583                         printk("failed\n");
 584                 }
 585         }
 586 }
 587 #endif
 588
 589 #ifdef WAKE_SECONDARY_VIA_NMI
 590 /*
 591  * Poke the other CPU in the eye via NMI to wake it up. Remember that the normal
 592  * INIT, INIT, STARTUP sequence will reset the chip hard for us, and this
 593  * won't ... remember to clear down the APIC, etc later.
 594  */
 595 static int __init
 596 wakeup_secondary_cpu(int logical_apicid, unsigned long start_eip)
 597 {
 598         unsigned long send_status = 0, accept_status = 0;
 599         int timeout, maxlvt;
 600
 601         /* Target chip */
 602         apic_write_around(APIC_ICR2, SET_APIC_DEST_FIELD(logical_apicid));
 603
 604         /* Boot on the stack */
 605         /* Kick the second */
 606         apic_write_around(APIC_ICR, APIC_DM_NMI | APIC_DEST_LOGICAL);
 607
 608         Dprintk("Waiting for send to finish...\n");
 609         timeout = 0;
 610         do {
 611                 Dprintk("+");
 612                 udelay(100);
 613                 send_status = apic_read(APIC_ICR) & APIC_ICR_BUSY;
 614         } while (send_status && (timeout++ < 1000));
 615
 616         /*
 617          * Give the other CPU some time to accept the IPI.
 618          */
 619         udelay(200);
 620         /*
 621          * Due to the Pentium erratum 3AP.
 622          */
 623         maxlvt = get_maxlvt();
 624         if (maxlvt > 3) {
 625                 apic_read_around(APIC_SPIV);
 626                 apic_write(APIC_ESR, 0);
 627         }
 628         accept_status = (apic_read(APIC_ESR) & 0xEF);
 629         Dprintk("NMI sent.\n");
 630
 631         if (send_status)
 632                 printk("APIC never delivered???\n");
 633         if (accept_status)
 634                 printk("APIC delivery error (%lx).\n", accept_status);
 635
 636         return (send_status | accept_status);
 637 }
 638 #endif  /* WAKE_SECONDARY_VIA_NMI */
 639
 640 #ifdef WAKE_SECONDARY_VIA_INIT
 641 static int __init
 642 wakeup_secondary_cpu(int phys_apicid, unsigned long start_eip)
 643 {
 644         unsigned long send_status = 0, accept_status = 0;
 645         int maxlvt, timeout, num_starts, j;
 646
 647         /*
 648          * Be paranoid about clearing APIC errors.
 649          */
 650         if (APIC_INTEGRATED(apic_version[phys_apicid])) {
 651                 apic_read_around(APIC_SPIV);
 652                 apic_write(APIC_ESR, 0);
 653                 apic_read(APIC_ESR);
 654         }
 655
 656         Dprintk("Asserting INIT.\n");
 657
 658         /*
 659          * Turn INIT on target chip
 660          */
 661         apic_write_around(APIC_ICR2, SET_APIC_DEST_FIELD(phys_apicid));
 662
 663         /*
 664          * Send IPI
 665          */
 666         apic_write_around(APIC_ICR, APIC_INT_LEVELTRIG | APIC_INT_ASSERT
 667                                 | APIC_DM_INIT);
 668
 669         Dprintk("Waiting for send to finish...\n");
 670         timeout = 0;
 671         do {
 672                 Dprintk("+");
 673                 udelay(100);
 674                 send_status = apic_read(APIC_ICR) & APIC_ICR_BUSY;
 675         } while (send_status && (timeout++ < 1000));
 676
 677         mdelay(10);
 678
 679         Dprintk("Deasserting INIT.\n");
 680
 681         /* Target chip */
 682         apic_write_around(APIC_ICR2, SET_APIC_DEST_FIELD(phys_apicid));
 683
 684         /* Send IPI */
 685         apic_write_around(APIC_ICR, APIC_INT_LEVELTRIG | APIC_DM_INIT);
 686
 687         Dprintk("Waiting for send to finish...\n");
 688         timeout = 0;
 689         do {
 690                 Dprintk("+");
 691                 udelay(100);
 692                 send_status = apic_read(APIC_ICR) & APIC_ICR_BUSY;
 693         } while (send_status && (timeout++ < 1000));
 694
 695         atomic_set(&init_deasserted, 1);
 696
 697         /*
 698          * Should we send STARTUP IPIs ?
 699          *
 700          * Determine this based on the APIC version.
 701          * If we don't have an integrated APIC, don't send the STARTUP IPIs.
 702          */
 703         if (APIC_INTEGRATED(apic_version[phys_apicid]))
 704                 num_starts = 2;
 705         else
 706                 num_starts = 0;
 707
 708         /*
 709          * Run STARTUP IPI loop.
 710          */
 711         Dprintk("#startup loops: %d.\n", num_starts);
 712
 713         maxlvt = get_maxlvt();
 714
 715         for (j = 1; j <= num_starts; j++) {
 716                 Dprintk("Sending STARTUP #%d.\n",j);
 717                 apic_read_around(APIC_SPIV);
 718                 apic_write(APIC_ESR, 0);
 719                 apic_read(APIC_ESR);
 720                 Dprintk("After apic_write.\n");
 721
 722                 /*
 723                  * STARTUP IPI
 724                  */
 725
 726                 /* Target chip */
 727                 apic_write_around(APIC_ICR2, SET_APIC_DEST_FIELD(phys_apicid));
 728
 729                 /* Boot on the stack */
 730                 /* Kick the second */
 731                 apic_write_around(APIC_ICR, APIC_DM_STARTUP
 732                                         | (start_eip >> 12));
 733
 734                 /*
 735                  * Give the other CPU some time to accept the IPI.
 736                  */
 737                 udelay(300);
 738
 739                 Dprintk("Startup point 1.\n");
 740
 741                 Dprintk("Waiting for send to finish...\n");
 742                 timeout = 0;
 743                 do {
 744                         Dprintk("+");
 745                         udelay(100);
 746                         send_status = apic_read(APIC_ICR) & APIC_ICR_BUSY;
 747                 } while (send_status && (timeout++ < 1000));
 748
 749                 /*
 750                  * Give the other CPU some time to accept the IPI.
 751                  */
 752                 udelay(200);
 753                 /*
 754                  * Due to the Pentium erratum 3AP.
 755                  */
 756                 if (maxlvt > 3) {
 757                         apic_read_around(APIC_SPIV);
 758                         apic_write(APIC_ESR, 0);
 759                 }
 760                 accept_status = (apic_read(APIC_ESR) & 0xEF);
 761                 if (send_status || accept_status)
 762                         break;
 763         }
 764         Dprintk("After Startup.\n");
 765
 766         if (send_status)
 767                 printk("APIC never delivered???\n");
 768         if (accept_status)
 769                 printk("APIC delivery error (%lx).\n", accept_status);
 770
 771         return (send_status | accept_status);
 772 }
 773 #endif  /* WAKE_SECONDARY_VIA_INIT */
 774
 775 extern cpumask_t cpu_initialized;
 776
 777 static int __init do_boot_cpu(int apicid)
 778 /*
 779  * NOTE - on most systems this is a PHYSICAL apic ID, but on multiquad
 780  * (ie clustered apic addressing mode), this is a LOGICAL apic ID.
 781  * Returns zero if CPU booted OK, else error code from wakeup_secondary_cpu.
 782  */
 783 {
 784         struct task_struct *idle;
 785         unsigned long boot_error;
 786         int timeout, cpu;
 787         unsigned long start_eip;
 788         unsigned short nmi_high = 0, nmi_low = 0;
 789
 790         cpu = ++cpucount;
 791         /*
 792          * We can't use kernel_thread since we must avoid to
 793          * reschedule the child.
 794          */
 795         idle = fork_by_hand();
 796         if (IS_ERR(idle))
 797                 panic("failed fork for CPU %d", cpu);
 798         wake_up_forked_process(idle);
 799
 800         /*
 801          * We remove it from the pidhash and the runqueue
 802          * once we got the process:
 803          */
 804         init_idle(idle, cpu);
 805
 806         idle->thread.eip = (unsigned long) start_secondary;
 807
 808         unhash_process(idle);
 809
 810         /* start_eip had better be page-aligned! */
 811         start_eip = setup_trampoline();
 812
 813         /* So we see what's up   */
 814         printk("Booting processor %d/%d eip %lx\n", cpu, apicid, start_eip);
 815         /* Stack for startup_32 can be just as for start_secondary onwards */
 816         stack_start.esp = (void *) idle->thread.esp;
 817
 818         irq_ctx_init(cpu);
 819
 820         /*
 821          * This grunge runs the startup process for
 822          * the targeted processor.
 823          */
 824
 825         atomic_set(&init_deasserted, 0);
 826
 827         Dprintk("Setting warm reset code and vector.\n");
 828
 829         store_NMI_vector(&nmi_high, &nmi_low);
 830
 831         smpboot_setup_warm_reset_vector(start_eip);
 832
 833         /*
 834          * Starting actual IPI sequence...
 835          */
 836         boot_error = wakeup_secondary_cpu(apicid, start_eip);
 837
 838         if (!boot_error) {
 839                 /*
 840                  * allow APs to start initializing.
 841                  */
 842                 Dprintk("Before Callout %d.\n", cpu);
 843                 cpu_set(cpu, cpu_callout_map);
 844                 Dprintk("After Callout %d.\n", cpu);
 845
 846                 /*
 847                  * Wait 5s total for a response
 848                  */
 849                 for (timeout = 0; timeout < 50000; timeout++) {
 850                         if (cpu_isset(cpu, cpu_callin_map))
 851                                 break;  /* It has booted */
 852                         udelay(100);
 853                 }
 854
 855                 if (cpu_isset(cpu, cpu_callin_map)) {
 856                         /* number CPUs logically, starting from 1 (BSP is 0) */
 857                         Dprintk("OK.\n");
 858                         printk("CPU%d: ", cpu);
 859                         print_cpu_info(&cpu_data[cpu]);
 860                         Dprintk("CPU has booted.\n");
 861                 } else {
 862                         boot_error= 1;
 863                         if (*((volatile unsigned char *)trampoline_base)
 864                                         == 0xA5)
 865                                 /* trampoline started but...? */
 866                                 printk("Stuck ??\n");
 867                         else
 868                                 /* trampoline code not run */
 869                                 printk("Not responding.\n");
 870                         inquire_remote_apic(apicid);
 871                 }
 872         }
 873         if (boot_error) {
 874                 /* Try to put things back the way they were before ... */
 875                 unmap_cpu_to_logical_apicid(cpu);
 876                 cpu_clear(cpu, cpu_callout_map); /* was set here (do_boot_cpu()) */
 877                 cpu_clear(cpu, cpu_initialized); /* was set by cpu_init() */
 878                 cpucount--;
 879         }
 880
 881         /* mark "stuck" area as not stuck */
 882         *((volatile unsigned long *)trampoline_base) = 0;
 883
 884         return boot_error;
 885 }
 886
 887 cycles_t cacheflush_time;
 888 unsigned long cache_decay_ticks;
 889
 890 static void smp_tune_scheduling (void)
 891 {
 892         unsigned long cachesize;       /* kB   */
 893         unsigned long bandwidth = 350; /* MB/s */
 894         /*
 895          * Rough estimation for SMP scheduling, this is the number of
 896          * cycles it takes for a fully memory-limited process to flush
 897          * the SMP-local cache.
 898          *
 899          * (For a P5 this pretty much means we will choose another idle
 900          *  CPU almost always at wakeup time (this is due to the small
 901          *  L1 cache), on PIIs it's around 50-100 usecs, depending on
 902          *  the cache size)
 903          */
 904
 905         if (!cpu_khz) {
 906                 /*
 907                  * this basically disables processor-affinity
 908                  * scheduling on SMP without a TSC.
 909                  */
 910                 cacheflush_time = 0;
 911                 return;
 912         } else {
 913                 cachesize = boot_cpu_data.x86_cache_size;
 914                 if (cachesize == -1) {
 915                         cachesize = 16; /* Pentiums, 2x8kB cache */
 916                         bandwidth = 100;
 917                 }
 918
 919                 cacheflush_time = (cpu_khz>>10) * (cachesize<<10) / bandwidth;
 920         }
 921
 922         cache_decay_ticks = (long)cacheflush_time/cpu_khz + 1;
 923
 924         printk("per-CPU timeslice cutoff: %ld.%02ld usecs.\n",
 925                 (long)cacheflush_time/(cpu_khz/1000),
 926                 ((long)cacheflush_time*100/(cpu_khz/1000)) % 100);
 927         printk("task migration cache decay timeout: %ld msecs.\n",
 928                 cache_decay_ticks);
 929 }
 930
 931 /*
 932  * Cycle through the processors sending APIC IPIs to boot each.
 933  */
 934
 935 static int boot_cpu_logical_apicid;
 936 /* Where the IO area was mapped on multiquad, always 0 otherwise */
 937 void *xquad_portio;
 938
 939 int cpu_sibling_map[NR_CPUS] __cacheline_aligned;
 940
 941 static void __init smp_boot_cpus(unsigned int max_cpus)
 942 {
 943         int apicid, cpu, bit, kicked;
 944         unsigned long bogosum = 0;
 945
 946         /*
 947          * Setup boot CPU information
 948          */
 949         smp_store_cpu_info(0); /* Final full version of the data */
 950         printk("CPU%d: ", 0);
 951         print_cpu_info(&cpu_data[0]);
 952
 953         boot_cpu_physical_apicid = GET_APIC_ID(apic_read(APIC_ID));
 954         boot_cpu_logical_apicid = logical_smp_processor_id();
 955
 956         current_thread_info()->cpu = 0;
 957         smp_tune_scheduling();
 958
 959         /*
 960          * If we couldn't find an SMP configuration at boot time,
 961          * get out of here now!
 962          */
 963         if (!smp_found_config && !acpi_lapic) {
 964                 printk(KERN_NOTICE "SMP motherboard not detected.\n");
 965                 smpboot_clear_io_apic_irqs();
 966                 phys_cpu_present_map = physid_mask_of_physid(0);
 967                 if (APIC_init_uniprocessor())
 968                         printk(KERN_NOTICE "Local APIC not detected."
 969                                            " Using dummy APIC emulation.\n");
 970                 map_cpu_to_logical_apicid();
 971                 return;
 972         }
 973
 974         /*
 975          * Should not be necessary because the MP table should list the boot
 976          * CPU too, but we do it for the sake of robustness anyway.
 977          * Makes no sense to do this check in clustered apic mode, so skip it
 978          */
 979         if (!check_phys_apicid_present(boot_cpu_physical_apicid)) {
 980                 printk("weird, boot CPU (#%d) not listed by the BIOS.\n",
 981                                 boot_cpu_physical_apicid);
 982                 physid_set(hard_smp_processor_id(), phys_cpu_present_map);
 983         }
 984
 985         /*
 986          * If we couldn't find a local APIC, then get out of here now!
 987          */
 988         if (APIC_INTEGRATED(apic_version[boot_cpu_physical_apicid]) && !cpu_has_apic) {
 989                 printk(KERN_ERR "BIOS bug, local APIC #%d not detected!...\n",
 990                         boot_cpu_physical_apicid);
 991                 printk(KERN_ERR "... forcing use of dummy APIC emulation. (tell your hw vendor)\n");
 992                 smpboot_clear_io_apic_irqs();
 993                 phys_cpu_present_map = physid_mask_of_physid(0);
 994                 return;
 995         }
 996
 997         verify_local_APIC();
 998
 999         /*
1000          * If SMP should be disabled, then really disable it!
1001          */
1002         if (!max_cpus) {
1003                 smp_found_config = 0;
1004                 printk(KERN_INFO "SMP mode deactivated, forcing use of dummy APIC emulation.\n");
1005                 smpboot_clear_io_apic_irqs();
1006                 phys_cpu_present_map = physid_mask_of_physid(0);
1007                 return;
1008         }
1009
1010         connect_bsp_APIC();
1011         setup_local_APIC();
1012         map_cpu_to_logical_apicid();
1013
1014
1015         setup_portio_remap();
1016
1017         /*
1018          * Scan the CPU present map and fire up the other CPUs via do_boot_cpu
1019          *
1020          * In clustered apic mode, phys_cpu_present_map is a constructed thus:
1021          * bits 0-3 are quad0, 4-7 are quad1, etc. A perverse twist on the
1022          * clustered apic ID.
1023          */
1024         Dprintk("CPU present map: %lx\n", physids_coerce(phys_cpu_present_map));
1025
1026         kicked = 1;
1027         for (bit = 0; kicked < NR_CPUS && bit < MAX_APICS; bit++) {
1028                 apicid = cpu_present_to_apicid(bit);
1029                 /*
1030                  * Don't even attempt to start the boot CPU!
1031                  */
1032                 if ((apicid == boot_cpu_apicid) || (apicid == BAD_APICID))
1033                         continue;
1034
1035                 if (!check_apicid_present(bit))
1036                         continue;
1037                 if (max_cpus <= cpucount+1)
1038                         continue;
1039
1040                 if (do_boot_cpu(apicid))
1041                         printk("CPU #%d not responding - cannot use it.\n",
1042                                                                 apicid);
1043                 else
1044                         ++kicked;
1045         }
1046
1047         /*
1048          * Cleanup possible dangling ends...
1049          */
1050         smpboot_restore_warm_reset_vector();
1051
1052         /*
1053          * Allow the user to impress friends.
1054          */
1055         Dprintk("Before bogomips.\n");
1056         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++)
1057                 if (cpu_isset(cpu, cpu_callout_map))
1058                         bogosum += cpu_data[cpu].loops_per_jiffy;
1059         printk(KERN_INFO
1060                 "Total of %d processors activated (%lu.%02lu BogoMIPS).\n",
1061                 cpucount+1,
1062                 bogosum/(500000/HZ),
1063                 (bogosum/(5000/HZ))%100);
1064
1065         Dprintk("Before bogocount - setting activated=1.\n");
1066
1067         if (smp_b_stepping)
1068                 printk(KERN_WARNING "WARNING: SMP operation may be unreliable with B stepping processors.\n");
1069
1070         /*
1071          * Don't taint if we are running SMP kernel on a single non-MP
1072          * approved Athlon
1073          */
1074         if (tainted & TAINT_UNSAFE_SMP) {
1075                 if (cpucount)
1076                         printk (KERN_INFO "WARNING: This combination of AMD processors is not suitable for SMP.\n");
1077                 else
1078                         tainted &= ~TAINT_UNSAFE_SMP;
1079         }
1080
1081         Dprintk("Boot done.\n");
1082
1083         /*
1084          * If Hyper-Threading is avaialble, construct cpu_sibling_map[], so
1085          * that we can tell the sibling CPU efficiently.
1086          */
1087         if (cpu_has_ht && smp_num_siblings > 1) {
1088                 for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++)
1089                         cpu_sibling_map[cpu] = NO_PROC_ID;
1090
1091                 for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
1092                         int     i;
1093                         if (!cpu_isset(cpu, cpu_callout_map))
1094                                 continue;
1095
1096                         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++) {
1097                                 if (i == cpu || !cpu_isset(i, cpu_callout_map))
1098                                         continue;
1099                                 if (phys_proc_id[cpu] == phys_proc_id[i]) {
1100                                         cpu_sibling_map[cpu] = i;
1101                                         printk("cpu_sibling_map[%d] = %d\n", cpu, cpu_sibling_map[cpu]);
1102                                         break;
1103                                 }
1104                         }
1105                         if (cpu_sibling_map[cpu] == NO_PROC_ID) {
1106                                 smp_num_siblings = 1;
1107                                 printk(KERN_WARNING "WARNING: No sibling found for CPU %d.\n", cpu);
1108                         }
1109                 }
1110         }
1111
1112         smpboot_setup_io_apic();
1113
1114         setup_boot_APIC_clock();
1115
1116         /*
1117          * Synchronize the TSC with the AP
1118          */
1119         if (cpu_has_tsc && cpucount && cpu_khz)
1120                 synchronize_tsc_bp();
1121 }
1122
1123 /* These are wrappers to interface to the new boot process.  Someone
1124    who understands all this stuff should rewrite it properly. --RR 15/Jul/02 */
1125 void __init smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
1126 {
1127         smp_boot_cpus(max_cpus);
1128 }
1129
1130 void __devinit smp_prepare_boot_cpu(void)
1131 {
1132         cpu_set(smp_processor_id(), cpu_online_map);
1133         cpu_set(smp_processor_id(), cpu_callout_map);
1134 }
1135
1136 int __devinit __cpu_up(unsigned int cpu)
1137 {
1138         /* This only works at boot for x86.  See "rewrite" above. */
1139         if (cpu_isset(cpu, smp_commenced_mask)) {
1140                 local_irq_enable();
1141                 return -ENOSYS;
1142         }
1143
1144         /* In case one didn't come up */
1145         if (!cpu_isset(cpu, cpu_callin_map)) {
1146                 local_irq_enable();
1147                 return -EIO;
1148         }
1149
1150         local_irq_enable();
1151         /* Unleash the CPU! */
1152         cpu_set(cpu, smp_commenced_mask);
1153         while (!cpu_isset(cpu, cpu_online_map))
1154                 mb();
1155         return 0;
1156 }
1157
1158 void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
1159 {
1160 #ifdef CONFIG_X86_IO_APIC
1161         cpumask_t targets = CPU_MASK_ALL;
1162         setup_ioapic_dest(targets);
1163 #endif
1164         zap_low_mappings();
1165 }
1166
1167 void __init smp_intr_init(void)
1168 {
1169         /*
1170          * IRQ0 must be given a fixed assignment and initialized,
1171          * because it's used before the IO-APIC is set up.
1172          */
1173         set_intr_gate(FIRST_DEVICE_VECTOR, interrupt[0]);
1174
1175         /*
1176          * The reschedule interrupt is a CPU-to-CPU reschedule-helper
1177          * IPI, driven by wakeup.
1178          */
1179         set_intr_gate(RESCHEDULE_VECTOR, reschedule_interrupt);
1180
1181         /* IPI for invalidation */
1182         set_intr_gate(INVALIDATE_TLB_VECTOR, invalidate_interrupt);
1183
1184         /* IPI for generic function call */
1185         set_intr_gate(CALL_FUNCTION_VECTOR, call_function_interrupt);
1186 }