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