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