arch/powerpc/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/kernel.h>
  21 #include <linux/module.h>
  22 #include <linux/sched.h>
  23 #include <linux/smp.h>
  24 #include <linux/interrupt.h>
  25 #include <linux/delay.h>
  26 #include <linux/init.h>
  27 #include <linux/spinlock.h>
  28 #include <linux/cache.h>
  29 #include <linux/err.h>
  30 #include <linux/sysdev.h>
  31 #include <linux/cpu.h>
  32 #include <linux/notifier.h>
  33 #include <linux/topology.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/time.h>
  43 #include <asm/machdep.h>
  44 #include <asm/cputable.h>
  45 #include <asm/system.h>
  46 #include <asm/mpic.h>
  47 #include <asm/vdso_datapage.h>
  48 #ifdef CONFIG_PPC64
  49 #include <asm/paca.h>
  50 #endif
  51
  52 #ifdef DEBUG
  53 #include <asm/udbg.h>
  54 #define DBG(fmt...) udbg_printf(fmt)
  55 #else
  56 #define DBG(fmt...)
  57 #endif
  58
  59 int smp_hw_index[NR_CPUS];
  60 struct thread_info *secondary_ti;
  61
  62 cpumask_t cpu_possible_map = CPU_MASK_NONE;
  63 cpumask_t cpu_online_map = CPU_MASK_NONE;
  64 cpumask_t cpu_sibling_map[NR_CPUS] = { [0 ... NR_CPUS-1] = CPU_MASK_NONE };
  65
  66 EXPORT_SYMBOL(cpu_online_map);
  67 EXPORT_SYMBOL(cpu_possible_map);
  68 EXPORT_SYMBOL(cpu_sibling_map);
  69
  70 /* SMP operations for this machine */
  71 struct smp_ops_t *smp_ops;
  72
  73 static volatile unsigned int cpu_callin_map[NR_CPUS];
  74
  75 void smp_call_function_interrupt(void);
  76
  77 int smt_enabled_at_boot = 1;
  78
  79 static void (*crash_ipi_function_ptr)(struct pt_regs *) = NULL;
  80
  81 #ifdef CONFIG_PPC64
  82 void __devinit smp_generic_kick_cpu(int nr)
  83 {
  84         BUG_ON(nr < 0 || nr >= NR_CPUS);
  85
  86         /*
  87          * The processor is currently spinning, waiting for the
  88          * cpu_start field to become non-zero After we set cpu_start,
  89          * the processor will continue on to secondary_start
  90          */
  91         paca[nr].cpu_start = 1;
  92         smp_mb();
  93 }
  94 #endif
  95
  96 void smp_message_recv(int msg)
  97 {
  98         switch(msg) {
  99         case PPC_MSG_CALL_FUNCTION:
 100                 smp_call_function_interrupt();
 101                 break;
 102         case PPC_MSG_RESCHEDULE:
 103                 /* XXX Do we have to do this? */
 104                 set_need_resched();
 105                 break;
 106         case PPC_MSG_DEBUGGER_BREAK:
 107                 if (crash_ipi_function_ptr) {
 108                         crash_ipi_function_ptr(get_irq_regs());
 109                         break;
 110                 }
 111 #ifdef CONFIG_DEBUGGER
 112                 debugger_ipi(get_irq_regs());
 113                 break;
 114 #endif /* CONFIG_DEBUGGER */
 115                 /* FALLTHROUGH */
 116         default:
 117                 printk("SMP %d: smp_message_recv(): unknown msg %d\n",
 118                        smp_processor_id(), msg);
 119                 break;
 120         }
 121 }
 122
 123 void smp_send_reschedule(int cpu)
 124 {
 125         if (likely(smp_ops))
 126                 smp_ops->message_pass(cpu, PPC_MSG_RESCHEDULE);
 127 }
 128
 129 #ifdef CONFIG_DEBUGGER
 130 void smp_send_debugger_break(int cpu)
 131 {
 132         if (likely(smp_ops))
 133                 smp_ops->message_pass(cpu, PPC_MSG_DEBUGGER_BREAK);
 134 }
 135 #endif
 136
 137 #ifdef CONFIG_KEXEC
 138 void crash_send_ipi(void (*crash_ipi_callback)(struct pt_regs *))
 139 {
 140         crash_ipi_function_ptr = crash_ipi_callback;
 141         if (crash_ipi_callback && smp_ops) {
 142                 mb();
 143                 smp_ops->message_pass(MSG_ALL_BUT_SELF, PPC_MSG_DEBUGGER_BREAK);
 144         }
 145 }
 146 #endif
 147
 148 static void stop_this_cpu(void *dummy)
 149 {
 150         local_irq_disable();
 151         while (1)
 152                 ;
 153 }
 154
 155 void smp_send_stop(void)
 156 {
 157         smp_call_function(stop_this_cpu, NULL, 1, 0);
 158 }
 159
 160 /*
 161  * Structure and data for smp_call_function(). This is designed to minimise
 162  * static memory requirements. It also looks cleaner.
 163  * Stolen from the i386 version.
 164  */
 165 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(call_lock);
 166
 167 static struct call_data_struct {
 168         void (*func) (void *info);
 169         void *info;
 170         atomic_t started;
 171         atomic_t finished;
 172         int wait;
 173 } *call_data;
 174
 175 /* delay of at least 8 seconds */
 176 #define SMP_CALL_TIMEOUT        8
 177
 178 /*
 179  * These functions send a 'generic call function' IPI to other online
 180  * CPUS in the system.
 181  *
 182  * [SUMMARY] Run a function on other CPUs.
 183  * <func> The function to run. This must be fast and non-blocking.
 184  * <info> An arbitrary pointer to pass to the function.
 185  * <nonatomic> currently unused.
 186  * <wait> If true, wait (atomically) until function has completed on other CPUs.
 187  * [RETURNS] 0 on success, else a negative status code. Does not return until
 188  * remote CPUs are nearly ready to execute <<func>> or are or have executed.
 189  *
 190  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
 191  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler.
 192  */
 193 int smp_call_function_map(void (*func) (void *info), void *info, int nonatomic,
 194                         int wait, cpumask_t map)
 195 {
 196         struct call_data_struct data;
 197         int ret = -1, num_cpus;
 198         int cpu;
 199         u64 timeout;
 200
 201         /* Can deadlock when called with interrupts disabled */
 202         WARN_ON(irqs_disabled());
 203
 204         if (unlikely(smp_ops == NULL))
 205                 return ret;
 206
 207         data.func = func;
 208         data.info = info;
 209         atomic_set(&data.started, 0);
 210         data.wait = wait;
 211         if (wait)
 212                 atomic_set(&data.finished, 0);
 213
 214         spin_lock(&call_lock);
 215
 216         /* remove 'self' from the map */
 217         if (cpu_isset(smp_processor_id(), map))
 218                 cpu_clear(smp_processor_id(), map);
 219
 220         /* sanity check the map, remove any non-online processors. */
 221         cpus_and(map, map, cpu_online_map);
 222
 223         num_cpus = cpus_weight(map);
 224         if (!num_cpus)
 225                 goto done;
 226
 227         call_data = &data;
 228         smp_wmb();
 229         /* Send a message to all CPUs in the map */
 230         for_each_cpu_mask(cpu, map)
 231                 smp_ops->message_pass(cpu, PPC_MSG_CALL_FUNCTION);
 232
 233         timeout = get_tb() + (u64) SMP_CALL_TIMEOUT * tb_ticks_per_sec;
 234
 235         /* Wait for indication that they have received the message */
 236         while (atomic_read(&data.started) != num_cpus) {
 237                 HMT_low();
 238                 if (get_tb() >= timeout) {
 239                         printk("smp_call_function on cpu %d: other cpus not "
 240                                 "responding (%d)\n", smp_processor_id(),
 241                                 atomic_read(&data.started));
 242                         debugger(NULL);
 243                         goto out;
 244                 }
 245         }
 246
 247         /* optionally wait for the CPUs to complete */
 248         if (wait) {
 249                 while (atomic_read(&data.finished) != num_cpus) {
 250                         HMT_low();
 251                         if (get_tb() >= timeout) {
 252                                 printk("smp_call_function on cpu %d: other "
 253                                         "cpus not finishing (%d/%d)\n",
 254                                         smp_processor_id(),
 255                                         atomic_read(&data.finished),
 256                                         atomic_read(&data.started));
 257                                 debugger(NULL);
 258                                 goto out;
 259                         }
 260                 }
 261         }
 262
 263  done:
 264         ret = 0;
 265
 266  out:
 267         call_data = NULL;
 268         HMT_medium();
 269         spin_unlock(&call_lock);
 270         return ret;
 271 }
 272
 273 int smp_call_function(void (*func) (void *info), void *info, int nonatomic,
 274                         int wait)
 275 {
 276         return smp_call_function_map(func,info,nonatomic,wait,cpu_online_map);
 277 }
 278 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function);
 279
 280 int smp_call_function_single(int cpu, void (*func) (void *info), void *info, int nonatomic,
 281                         int wait)
 282 {
 283         cpumask_t map = CPU_MASK_NONE;
 284         int ret = 0;
 285
 286         if (!cpu_online(cpu))
 287                 return -EINVAL;
 288
 289         cpu_set(cpu, map);
 290         if (cpu != get_cpu())
 291                 ret = smp_call_function_map(func,info,nonatomic,wait,map);
 292         else {
 293                 local_irq_disable();
 294                 func(info);
 295                 local_irq_enable();
 296         }
 297         put_cpu();
 298         return ret;
 299 }
 300 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function_single);
 301
 302 void smp_call_function_interrupt(void)
 303 {
 304         void (*func) (void *info);
 305         void *info;
 306         int wait;
 307
 308         /* call_data will be NULL if the sender timed out while
 309          * waiting on us to receive the call.
 310          */
 311         if (!call_data)
 312                 return;
 313
 314         func = call_data->func;
 315         info = call_data->info;
 316         wait = call_data->wait;
 317
 318         if (!wait)
 319                 smp_mb__before_atomic_inc();
 320
 321         /*
 322          * Notify initiating CPU that I've grabbed the data and am
 323          * about to execute the function
 324          */
 325         atomic_inc(&call_data->started);
 326         /*
 327          * At this point the info structure may be out of scope unless wait==1
 328          */
 329         (*func)(info);
 330         if (wait) {
 331                 smp_mb__before_atomic_inc();
 332                 atomic_inc(&call_data->finished);
 333         }
 334 }
 335
 336 extern struct gettimeofday_struct do_gtod;
 337
 338 struct thread_info *current_set[NR_CPUS];
 339
 340 DECLARE_PER_CPU(unsigned int, pvr);
 341
 342 static void __devinit smp_store_cpu_info(int id)
 343 {
 344         per_cpu(pvr, id) = mfspr(SPRN_PVR);
 345 }
 346
 347 static void __init smp_create_idle(unsigned int cpu)
 348 {
 349         struct task_struct *p;
 350
 351         /* create a process for the processor */
 352         p = fork_idle(cpu);
 353         if (IS_ERR(p))
 354                 panic("failed fork for CPU %u: %li", cpu, PTR_ERR(p));
 355 #ifdef CONFIG_PPC64
 356         paca[cpu].__current = p;
 357 #endif
 358         current_set[cpu] = task_thread_info(p);
 359         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
 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         if (smp_ops)
 379                 max_cpus = smp_ops->probe();
 380         else
 381                 max_cpus = 1;
 382
 383         smp_space_timers(max_cpus);
 384
 385         for_each_possible_cpu(cpu)
 386                 if (cpu != boot_cpuid)
 387                         smp_create_idle(cpu);
 388 }
 389
 390 void __devinit smp_prepare_boot_cpu(void)
 391 {
 392         BUG_ON(smp_processor_id() != boot_cpuid);
 393
 394         cpu_set(boot_cpuid, cpu_online_map);
 395 #ifdef CONFIG_PPC64
 396         paca[boot_cpuid].__current = current;
 397 #endif
 398         current_set[boot_cpuid] = task_thread_info(current);
 399 }
 400
 401 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 402 /* State of each CPU during hotplug phases */
 403 DEFINE_PER_CPU(int, cpu_state) = { 0 };
 404
 405 int generic_cpu_disable(void)
 406 {
 407         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 408
 409         if (cpu == boot_cpuid)
 410                 return -EBUSY;
 411
 412         cpu_clear(cpu, cpu_online_map);
 413 #ifdef CONFIG_PPC64
 414         vdso_data->processorCount--;
 415         fixup_irqs(cpu_online_map);
 416 #endif
 417         return 0;
 418 }
 419
 420 int generic_cpu_enable(unsigned int cpu)
 421 {
 422         /* Do the normal bootup if we haven't
 423          * already bootstrapped. */
 424         if (system_state != SYSTEM_RUNNING)
 425                 return -ENOSYS;
 426
 427         /* get the target out of it's holding state */
 428         per_cpu(cpu_state, cpu) = CPU_UP_PREPARE;
 429         smp_wmb();
 430
 431         while (!cpu_online(cpu))
 432                 cpu_relax();
 433
 434 #ifdef CONFIG_PPC64
 435         fixup_irqs(cpu_online_map);
 436         /* counter the irq disable in fixup_irqs */
 437         local_irq_enable();
 438 #endif
 439         return 0;
 440 }
 441
 442 void generic_cpu_die(unsigned int cpu)
 443 {
 444         int i;
 445
 446         for (i = 0; i < 100; i++) {
 447                 smp_rmb();
 448                 if (per_cpu(cpu_state, cpu) == CPU_DEAD)
 449                         return;
 450                 msleep(100);
 451         }
 452         printk(KERN_ERR "CPU%d didn't die...\n", cpu);
 453 }
 454
 455 void generic_mach_cpu_die(void)
 456 {
 457         unsigned int cpu;
 458
 459         local_irq_disable();
 460         cpu = smp_processor_id();
 461         printk(KERN_DEBUG "CPU%d offline\n", cpu);
 462         __get_cpu_var(cpu_state) = CPU_DEAD;
 463         smp_wmb();
 464         while (__get_cpu_var(cpu_state) != CPU_UP_PREPARE)
 465                 cpu_relax();
 466         cpu_set(cpu, cpu_online_map);
 467         local_irq_enable();
 468 }
 469 #endif
 470
 471 static int __devinit cpu_enable(unsigned int cpu)
 472 {
 473         if (smp_ops && smp_ops->cpu_enable)
 474                 return smp_ops->cpu_enable(cpu);
 475
 476         return -ENOSYS;
 477 }
 478
 479 int __cpuinit __cpu_up(unsigned int cpu)
 480 {
 481         int c;
 482
 483         secondary_ti = current_set[cpu];
 484         if (!cpu_enable(cpu))
 485                 return 0;
 486
 487         if (smp_ops == NULL ||
 488             (smp_ops->cpu_bootable && !smp_ops->cpu_bootable(cpu)))
 489                 return -EINVAL;
 490
 491         /* Make sure callin-map entry is 0 (can be leftover a CPU
 492          * hotplug
 493          */
 494         cpu_callin_map[cpu] = 0;
 495
 496         /* The information for processor bringup must
 497          * be written out to main store before we release
 498          * the processor.
 499          */
 500         smp_mb();
 501
 502         /* wake up cpus */
 503         DBG("smp: kicking cpu %d\n", cpu);
 504         smp_ops->kick_cpu(cpu);
 505
 506         /*
 507          * wait to see if the cpu made a callin (is actually up).
 508          * use this value that I found through experimentation.
 509          * -- Cort
 510          */
 511         if (system_state < SYSTEM_RUNNING)
 512                 for (c = 50000; c && !cpu_callin_map[cpu]; c--)
 513                         udelay(100);
 514 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 515         else
 516                 /*
 517                  * CPUs can take much longer to come up in the
 518                  * hotplug case.  Wait five seconds.
 519                  */
 520                 for (c = 25; c && !cpu_callin_map[cpu]; c--) {
 521                         msleep(200);
 522                 }
 523 #endif
 524
 525         if (!cpu_callin_map[cpu]) {
 526                 printk("Processor %u is stuck.\n", cpu);
 527                 return -ENOENT;
 528         }
 529
 530         printk("Processor %u found.\n", cpu);
 531
 532         if (smp_ops->give_timebase)
 533                 smp_ops->give_timebase();
 534
 535         /* Wait until cpu puts itself in the online map */
 536         while (!cpu_online(cpu))
 537                 cpu_relax();
 538
 539         return 0;
 540 }
 541
 542
 543 /* Activate a secondary processor. */
 544 int __devinit start_secondary(void *unused)
 545 {
 546         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 547
 548         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
 549         current->active_mm = &init_mm;
 550
 551         smp_store_cpu_info(cpu);
 552         set_dec(tb_ticks_per_jiffy);
 553         preempt_disable();
 554         cpu_callin_map[cpu] = 1;
 555
 556         smp_ops->setup_cpu(cpu);
 557         if (smp_ops->take_timebase)
 558                 smp_ops->take_timebase();
 559
 560         if (system_state > SYSTEM_BOOTING)
 561                 snapshot_timebase();
 562
 563         spin_lock(&call_lock);
 564         cpu_set(cpu, cpu_online_map);
 565         spin_unlock(&call_lock);
 566
 567         local_irq_enable();
 568
 569         cpu_idle();
 570         return 0;
 571 }
 572
 573 int setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
 574 {
 575         return 0;
 576 }
 577
 578 void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
 579 {
 580         cpumask_t old_mask;
 581
 582         /* We want the setup_cpu() here to be called from CPU 0, but our
 583          * init thread may have been "borrowed" by another CPU in the meantime
 584          * se we pin us down to CPU 0 for a short while
 585          */
 586         old_mask = current->cpus_allowed;
 587         set_cpus_allowed(current, cpumask_of_cpu(boot_cpuid));
 588
 589         if (smp_ops)
 590                 smp_ops->setup_cpu(boot_cpuid);
 591
 592         set_cpus_allowed(current, old_mask);
 593
 594         snapshot_timebases();
 595
 596         dump_numa_cpu_topology();
 597 }
 598
 599 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 600 int __cpu_disable(void)
 601 {
 602         if (smp_ops->cpu_disable)
 603                 return smp_ops->cpu_disable();
 604
 605         return -ENOSYS;
 606 }
 607
 608 void __cpu_die(unsigned int cpu)
 609 {
 610         if (smp_ops->cpu_die)
 611                 smp_ops->cpu_die(cpu);
 612 }
 613 #endif