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