arch/ppc/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  */
  10
  11 #include <linux/config.h>
  12 #include <linux/kernel.h>
  13 #include <linux/module.h>
  14 #include <linux/sched.h>
  15 #include <linux/smp.h>
  16 #include <linux/smp_lock.h>
  17 #include <linux/interrupt.h>
  18 #include <linux/kernel_stat.h>
  19 #include <linux/delay.h>
  20 #include <linux/init.h>
  21 #include <linux/spinlock.h>
  22 #include <linux/cache.h>
  23
  24 #include <asm/ptrace.h>
  25 #include <asm/atomic.h>
  26 #include <asm/irq.h>
  27 #include <asm/page.h>
  28 #include <asm/pgtable.h>
  29 #include <asm/hardirq.h>
  30 #include <asm/io.h>
  31 #include <asm/prom.h>
  32 #include <asm/smp.h>
  33 #include <asm/residual.h>
  34 #include <asm/time.h>
  35 #include <asm/thread_info.h>
  36 #include <asm/tlbflush.h>
  37 #include <asm/xmon.h>
  38
  39 int smp_threads_ready;
  40 volatile int smp_commenced;
  41 int smp_tb_synchronized;
  42 struct cpuinfo_PPC cpu_data[NR_CPUS];
  43 struct klock_info_struct klock_info = { KLOCK_CLEAR, 0 };
  44 atomic_t ipi_recv;
  45 atomic_t ipi_sent;
  46 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, prof_multiplier);
  47 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, prof_counter);
  48 unsigned long cache_decay_ticks = HZ/100;
  49 cpumask_t cpu_online_map;
  50 cpumask_t cpu_possible_map;
  51 int smp_hw_index[NR_CPUS];
  52 struct thread_info *secondary_ti;
  53
  54 EXPORT_SYMBOL(cpu_online_map);
  55 EXPORT_SYMBOL(cpu_possible_map);
  56
  57 /* SMP operations for this machine */
  58 static struct smp_ops_t *smp_ops;
  59
  60 /* all cpu mappings are 1-1 -- Cort */
  61 volatile unsigned long cpu_callin_map[NR_CPUS];
  62
  63 int start_secondary(void *);
  64 extern int cpu_idle(void *unused);
  65 void smp_call_function_interrupt(void);
  66 static int __smp_call_function(void (*func) (void *info), void *info,
  67                                int wait, int target);
  68
  69 /* Low level assembly function used to backup CPU 0 state */
  70 extern void __save_cpu_setup(void);
  71
  72 /* Since OpenPIC has only 4 IPIs, we use slightly different message numbers.
  73  *
  74  * Make sure this matches openpic_request_IPIs in open_pic.c, or what shows up
  75  * in /proc/interrupts will be wrong!!! --Troy */
  76 #define PPC_MSG_CALL_FUNCTION   0
  77 #define PPC_MSG_RESCHEDULE      1
  78 #define PPC_MSG_INVALIDATE_TLB  2
  79 #define PPC_MSG_XMON_BREAK      3
  80
  81 static inline void
  82 smp_message_pass(int target, int msg, unsigned long data, int wait)
  83 {
  84         if (smp_ops){
  85                 atomic_inc(&ipi_sent);
  86                 smp_ops->message_pass(target,msg,data,wait);
  87         }
  88 }
  89
  90 /*
  91  * Common functions
  92  */
  93 void smp_local_timer_interrupt(struct pt_regs * regs)
  94 {
  95         int cpu = smp_processor_id();
  96
  97         if (!--per_cpu(prof_counter, cpu)) {
  98                 update_process_times(user_mode(regs));
  99                 per_cpu(prof_counter, cpu) = per_cpu(prof_multiplier, cpu);
 100         }
 101 }
 102
 103 void smp_message_recv(int msg, struct pt_regs *regs)
 104 {
 105         atomic_inc(&ipi_recv);
 106
 107         switch( msg ) {
 108         case PPC_MSG_CALL_FUNCTION:
 109                 smp_call_function_interrupt();
 110                 break;
 111         case PPC_MSG_RESCHEDULE:
 112                 set_need_resched();
 113                 break;
 114         case PPC_MSG_INVALIDATE_TLB:
 115                 _tlbia();
 116                 break;
 117 #ifdef CONFIG_XMON
 118         case PPC_MSG_XMON_BREAK:
 119                 xmon(regs);
 120                 break;
 121 #endif /* CONFIG_XMON */
 122         default:
 123                 printk("SMP %d: smp_message_recv(): unknown msg %d\n",
 124                        smp_processor_id(), msg);
 125                 break;
 126         }
 127 }
 128
 129 /*
 130  * 750's don't broadcast tlb invalidates so
 131  * we have to emulate that behavior.
 132  *   -- Cort
 133  */
 134 void smp_send_tlb_invalidate(int cpu)
 135 {
 136         if ( PVR_VER(mfspr(PVR)) == 8 )
 137                 smp_message_pass(MSG_ALL_BUT_SELF, PPC_MSG_INVALIDATE_TLB, 0, 0);
 138 }
 139
 140 void smp_send_reschedule(int cpu)
 141 {
 142         /*
 143          * This is only used if `cpu' is running an idle task,
 144          * so it will reschedule itself anyway...
 145          *
 146          * This isn't the case anymore since the other CPU could be
 147          * sleeping and won't reschedule until the next interrupt (such
 148          * as the timer).
 149          *  -- Cort
 150          */
 151         /* This is only used if `cpu' is running an idle task,
 152            so it will reschedule itself anyway... */
 153         smp_message_pass(cpu, PPC_MSG_RESCHEDULE, 0, 0);
 154 }
 155
 156 #ifdef CONFIG_XMON
 157 void smp_send_xmon_break(int cpu)
 158 {
 159         smp_message_pass(cpu, PPC_MSG_XMON_BREAK, 0, 0);
 160 }
 161 #endif /* CONFIG_XMON */
 162
 163 static void stop_this_cpu(void *dummy)
 164 {
 165         local_irq_disable();
 166         while (1)
 167                 ;
 168 }
 169
 170 void smp_send_stop(void)
 171 {
 172         smp_call_function(stop_this_cpu, NULL, 1, 0);
 173 }
 174
 175 /*
 176  * Structure and data for smp_call_function(). This is designed to minimise
 177  * static memory requirements. It also looks cleaner.
 178  * Stolen from the i386 version.
 179  */
 180 static spinlock_t call_lock = SPIN_LOCK_UNLOCKED;
 181
 182 static struct call_data_struct {
 183         void (*func) (void *info);
 184         void *info;
 185         atomic_t started;
 186         atomic_t finished;
 187         int wait;
 188 } *call_data;
 189
 190 /*
 191  * this function sends a 'generic call function' IPI to all other CPUs
 192  * in the system.
 193  */
 194
 195 int smp_call_function(void (*func) (void *info), void *info, int nonatomic,
 196                       int wait)
 197 /*
 198  * [SUMMARY] Run a function on all other CPUs.
 199  * <func> The function to run. This must be fast and non-blocking.
 200  * <info> An arbitrary pointer to pass to the function.
 201  * <nonatomic> currently unused.
 202  * <wait> If true, wait (atomically) until function has completed on other CPUs.
 203  * [RETURNS] 0 on success, else a negative status code. Does not return until
 204  * remote CPUs are nearly ready to execute <<func>> or are or have executed.
 205  *
 206  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
 207  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler.
 208  */
 209 {
 210         /* FIXME: get cpu lock with hotplug cpus, or change this to
 211            bitmask. --RR */
 212         if (num_online_cpus() <= 1)
 213                 return 0;
 214         return __smp_call_function(func, info, wait, MSG_ALL_BUT_SELF);
 215 }
 216
 217 static int __smp_call_function(void (*func) (void *info), void *info,
 218                                int wait, int target)
 219 {
 220         struct call_data_struct data;
 221         int ret = -1;
 222         int timeout;
 223         int ncpus = 1;
 224
 225         if (target == MSG_ALL_BUT_SELF)
 226                 ncpus = num_online_cpus() - 1;
 227         else if (target == MSG_ALL)
 228                 ncpus = num_online_cpus();
 229
 230         data.func = func;
 231         data.info = info;
 232         atomic_set(&data.started, 0);
 233         data.wait = wait;
 234         if (wait)
 235                 atomic_set(&data.finished, 0);
 236
 237         spin_lock(&call_lock);
 238         call_data = &data;
 239         /* Send a message to all other CPUs and wait for them to respond */
 240         smp_message_pass(target, PPC_MSG_CALL_FUNCTION, 0, 0);
 241
 242         /* Wait for response */
 243         timeout = 1000000;
 244         while (atomic_read(&data.started) != ncpus) {
 245                 if (--timeout == 0) {
 246                         printk("smp_call_function on cpu %d: other cpus not responding (%d)\n",
 247                                smp_processor_id(), atomic_read(&data.started));
 248                         goto out;
 249                 }
 250                 barrier();
 251                 udelay(1);
 252         }
 253
 254         if (wait) {
 255                 timeout = 1000000;
 256                 while (atomic_read(&data.finished) != ncpus) {
 257                         if (--timeout == 0) {
 258                                 printk("smp_call_function on cpu %d: other cpus not finishing (%d/%d)\n",
 259                                        smp_processor_id(), atomic_read(&data.finished), atomic_read(&data.started));
 260                                 goto out;
 261                         }
 262                         barrier();
 263                         udelay(1);
 264                 }
 265         }
 266         ret = 0;
 267
 268  out:
 269         spin_unlock(&call_lock);
 270         return ret;
 271 }
 272
 273 void smp_call_function_interrupt(void)
 274 {
 275         void (*func) (void *info) = call_data->func;
 276         void *info = call_data->info;
 277         int wait = call_data->wait;
 278
 279         /*
 280          * Notify initiating CPU that I've grabbed the data and am
 281          * about to execute the function
 282          */
 283         atomic_inc(&call_data->started);
 284         /*
 285          * At this point the info structure may be out of scope unless wait==1
 286          */
 287         (*func)(info);
 288         if (wait)
 289                 atomic_inc(&call_data->finished);
 290 }
 291
 292 static void __devinit smp_store_cpu_info(int id)
 293 {
 294         struct cpuinfo_PPC *c = &cpu_data[id];
 295
 296         /* assume bogomips are same for everything */
 297         c->loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
 298         c->pvr = mfspr(PVR);
 299         per_cpu(prof_counter, id) = 1;
 300         per_cpu(prof_multiplier, id) = 1;
 301 }
 302
 303 void __init smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
 304 {
 305         int num_cpus, i;
 306
 307         /* Fixup boot cpu */
 308         smp_store_cpu_info(smp_processor_id());
 309         cpu_callin_map[smp_processor_id()] = 1;
 310
 311         smp_ops = ppc_md.smp_ops;
 312         if (smp_ops == NULL) {
 313                 printk("SMP not supported on this machine.\n");
 314                 return;
 315         }
 316
 317         /* Probe platform for CPUs: always linear. */
 318         num_cpus = smp_ops->probe();
 319         for (i = 0; i < num_cpus; ++i)
 320                 cpu_set(i, cpu_possible_map);
 321
 322         /* Backup CPU 0 state */
 323         __save_cpu_setup();
 324
 325         if (smp_ops->space_timers)
 326                 smp_ops->space_timers(num_cpus);
 327 }
 328
 329 void __devinit smp_prepare_boot_cpu(void)
 330 {
 331         cpu_set(smp_processor_id(), cpu_online_map);
 332         cpu_set(smp_processor_id(), cpu_possible_map);
 333 }
 334
 335 int __init setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
 336 {
 337         return 0;
 338 }
 339
 340 /* Processor coming up starts here */
 341 int __devinit start_secondary(void *unused)
 342 {
 343         int cpu;
 344
 345         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
 346         current->active_mm = &init_mm;
 347
 348         cpu = smp_processor_id();
 349         smp_store_cpu_info(cpu);
 350         set_dec(tb_ticks_per_jiffy);
 351         cpu_callin_map[cpu] = 1;
 352
 353         printk("CPU %i done callin...\n", cpu);
 354         smp_ops->setup_cpu(cpu);
 355         printk("CPU %i done setup...\n", cpu);
 356         local_irq_enable();
 357         smp_ops->take_timebase();
 358         printk("CPU %i done timebase take...\n", cpu);
 359
 360         return cpu_idle(NULL);
 361 }
 362
 363 int __cpu_up(unsigned int cpu)
 364 {
 365         struct pt_regs regs;
 366         struct task_struct *p;
 367         char buf[32];
 368         int c;
 369
 370         /* create a process for the processor */
 371         /* only regs.msr is actually used, and 0 is OK for it */
 372         memset(&regs, 0, sizeof(struct pt_regs));
 373         p = copy_process(CLONE_VM|CLONE_IDLETASK, 0, &regs, 0, NULL, NULL);
 374         if (IS_ERR(p))
 375                 panic("failed fork for CPU %u: %li", cpu, PTR_ERR(p));
 376         wake_up_forked_process(p);
 377
 378         init_idle(p, cpu);
 379         unhash_process(p);
 380
 381         secondary_ti = p->thread_info;
 382         p->thread_info->cpu = cpu;
 383
 384         /*
 385          * There was a cache flush loop here to flush the cache
 386          * to memory for the first 8MB of RAM.  The cache flush
 387          * has been pushed into the kick_cpu function for those
 388          * platforms that need it.
 389          */
 390
 391         /* wake up cpu */
 392         smp_ops->kick_cpu(cpu);
 393
 394         /*
 395          * wait to see if the cpu made a callin (is actually up).
 396          * use this value that I found through experimentation.
 397          * -- Cort
 398          */
 399         for (c = 1000; c && !cpu_callin_map[cpu]; c--)
 400                 udelay(100);
 401
 402         if (!cpu_callin_map[cpu]) {
 403                 sprintf(buf, "didn't find cpu %u", cpu);
 404                 if (ppc_md.progress) ppc_md.progress(buf, 0x360+cpu);
 405                 printk("Processor %u is stuck.\n", cpu);
 406                 return -ENOENT;
 407         }
 408
 409         sprintf(buf, "found cpu %u", cpu);
 410         if (ppc_md.progress) ppc_md.progress(buf, 0x350+cpu);
 411         printk("Processor %d found.\n", cpu);
 412
 413         smp_ops->give_timebase();
 414         cpu_set(cpu, cpu_online_map);
 415         return 0;
 416 }
 417
 418 void smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
 419 {
 420         smp_ops->setup_cpu(0);
 421 }