Pull ec into release branch
[pandora-kernel.git] / arch / i386 / kernel / smpboot.c
1 /*
2  *      x86 SMP booting functions
3  *
4  *      (c) 1995 Alan Cox, Building #3 <alan@redhat.com>
5  *      (c) 1998, 1999, 2000 Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
6  *
7  *      Much of the core SMP work is based on previous work by Thomas Radke, to
8  *      whom a great many thanks are extended.
9  *
10  *      Thanks to Intel for making available several different Pentium,
11  *      Pentium Pro and Pentium-II/Xeon MP machines.
12  *      Original development of Linux SMP code supported by Caldera.
13  *
14  *      This code is released under the GNU General Public License version 2 or
15  *      later.
16  *
17  *      Fixes
18  *              Felix Koop      :       NR_CPUS used properly
19  *              Jose Renau      :       Handle single CPU case.
20  *              Alan Cox        :       By repeated request 8) - Total BogoMIPS report.
21  *              Greg Wright     :       Fix for kernel stacks panic.
22  *              Erich Boleyn    :       MP v1.4 and additional changes.
23  *      Matthias Sattler        :       Changes for 2.1 kernel map.
24  *      Michel Lespinasse       :       Changes for 2.1 kernel map.
25  *      Michael Chastain        :       Change trampoline.S to gnu as.
26  *              Alan Cox        :       Dumb bug: 'B' step PPro's are fine
27  *              Ingo Molnar     :       Added APIC timers, based on code
28  *                                      from Jose Renau
29  *              Ingo Molnar     :       various cleanups and rewrites
30  *              Tigran Aivazian :       fixed "0.00 in /proc/uptime on SMP" bug.
31  *      Maciej W. Rozycki       :       Bits for genuine 82489DX APICs
32  *              Martin J. Bligh :       Added support for multi-quad systems
33  *              Dave Jones      :       Report invalid combinations of Athlon CPUs.
34 *               Rusty Russell   :       Hacked into shape for new "hotplug" boot process. */
35
36 #include <linux/module.h>
37 #include <linux/init.h>
38 #include <linux/kernel.h>
39
40 #include <linux/mm.h>
41 #include <linux/sched.h>
42 #include <linux/kernel_stat.h>
43 #include <linux/smp_lock.h>
44 #include <linux/bootmem.h>
45 #include <linux/notifier.h>
46 #include <linux/cpu.h>
47 #include <linux/percpu.h>
48 #include <linux/nmi.h>
49
50 #include <linux/delay.h>
51 #include <linux/mc146818rtc.h>
52 #include <asm/tlbflush.h>
53 #include <asm/desc.h>
54 #include <asm/arch_hooks.h>
55 #include <asm/nmi.h>
56 #include <asm/pda.h>
57 #include <asm/genapic.h>
58
59 #include <mach_apic.h>
60 #include <mach_wakecpu.h>
61 #include <smpboot_hooks.h>
62 #include <asm/vmi.h>
63
64 /* Set if we find a B stepping CPU */
65 static int __devinitdata smp_b_stepping;
66
67 /* Number of siblings per CPU package */
68 int smp_num_siblings = 1;
69 EXPORT_SYMBOL(smp_num_siblings);
70
71 /* Last level cache ID of each logical CPU */
72 int cpu_llc_id[NR_CPUS] __cpuinitdata = {[0 ... NR_CPUS-1] = BAD_APICID};
73
74 /* representing HT siblings of each logical CPU */
75 cpumask_t cpu_sibling_map[NR_CPUS] __read_mostly;
76 EXPORT_SYMBOL(cpu_sibling_map);
77
78 /* representing HT and core siblings of each logical CPU */
79 cpumask_t cpu_core_map[NR_CPUS] __read_mostly;
80 EXPORT_SYMBOL(cpu_core_map);
81
82 /* bitmap of online cpus */
83 cpumask_t cpu_online_map __read_mostly;
84 EXPORT_SYMBOL(cpu_online_map);
85
86 cpumask_t cpu_callin_map;
87 cpumask_t cpu_callout_map;
88 EXPORT_SYMBOL(cpu_callout_map);
89 cpumask_t cpu_possible_map;
90 EXPORT_SYMBOL(cpu_possible_map);
91 static cpumask_t smp_commenced_mask;
92
93 /* Per CPU bogomips and other parameters */
94 struct cpuinfo_x86 cpu_data[NR_CPUS] __cacheline_aligned;
95 EXPORT_SYMBOL(cpu_data);
96
97 u8 x86_cpu_to_apicid[NR_CPUS] __read_mostly =
98                         { [0 ... NR_CPUS-1] = 0xff };
99 EXPORT_SYMBOL(x86_cpu_to_apicid);
100
101 u8 apicid_2_node[MAX_APICID];
102
103 /*
104  * Trampoline 80x86 program as an array.
105  */
106
107 extern unsigned char trampoline_data [];
108 extern unsigned char trampoline_end  [];
109 static unsigned char *trampoline_base;
110 static int trampoline_exec;
111
112 static void map_cpu_to_logical_apicid(void);
113
114 /* State of each CPU. */
115 DEFINE_PER_CPU(int, cpu_state) = { 0 };
116
117 /*
118  * Currently trivial. Write the real->protected mode
119  * bootstrap into the page concerned. The caller
120  * has made sure it's suitably aligned.
121  */
122
123 static unsigned long __devinit setup_trampoline(void)
124 {
125         memcpy(trampoline_base, trampoline_data, trampoline_end - trampoline_data);
126         return virt_to_phys(trampoline_base);
127 }
128
129 /*
130  * We are called very early to get the low memory for the
131  * SMP bootup trampoline page.
132  */
133 void __init smp_alloc_memory(void)
134 {
135         trampoline_base = (void *) alloc_bootmem_low_pages(PAGE_SIZE);
136         /*
137          * Has to be in very low memory so we can execute
138          * real-mode AP code.
139          */
140         if (__pa(trampoline_base) >= 0x9F000)
141                 BUG();
142         /*
143          * Make the SMP trampoline executable:
144          */
145         trampoline_exec = set_kernel_exec((unsigned long)trampoline_base, 1);
146 }
147
148 /*
149  * The bootstrap kernel entry code has set these up. Save them for
150  * a given CPU
151  */
152
153 static void __cpuinit smp_store_cpu_info(int id)
154 {
155         struct cpuinfo_x86 *c = cpu_data + id;
156
157         *c = boot_cpu_data;
158         if (id!=0)
159                 identify_cpu(c);
160         /*
161          * Mask B, Pentium, but not Pentium MMX
162          */
163         if (c->x86_vendor == X86_VENDOR_INTEL &&
164             c->x86 == 5 &&
165             c->x86_mask >= 1 && c->x86_mask <= 4 &&
166             c->x86_model <= 3)
167                 /*
168                  * Remember we have B step Pentia with bugs
169                  */
170                 smp_b_stepping = 1;
171
172         /*
173          * Certain Athlons might work (for various values of 'work') in SMP
174          * but they are not certified as MP capable.
175          */
176         if ((c->x86_vendor == X86_VENDOR_AMD) && (c->x86 == 6)) {
177
178                 if (num_possible_cpus() == 1)
179                         goto valid_k7;
180
181                 /* Athlon 660/661 is valid. */  
182                 if ((c->x86_model==6) && ((c->x86_mask==0) || (c->x86_mask==1)))
183                         goto valid_k7;
184
185                 /* Duron 670 is valid */
186                 if ((c->x86_model==7) && (c->x86_mask==0))
187                         goto valid_k7;
188
189                 /*
190                  * Athlon 662, Duron 671, and Athlon >model 7 have capability bit.
191                  * It's worth noting that the A5 stepping (662) of some Athlon XP's
192                  * have the MP bit set.
193                  * See http://www.heise.de/newsticker/data/jow-18.10.01-000 for more.
194                  */
195                 if (((c->x86_model==6) && (c->x86_mask>=2)) ||
196                     ((c->x86_model==7) && (c->x86_mask>=1)) ||
197                      (c->x86_model> 7))
198                         if (cpu_has_mp)
199                                 goto valid_k7;
200
201                 /* If we get here, it's not a certified SMP capable AMD system. */
202                 add_taint(TAINT_UNSAFE_SMP);
203         }
204
205 valid_k7:
206         ;
207 }
208
209 extern void calibrate_delay(void);
210
211 static atomic_t init_deasserted;
212
213 static void __cpuinit smp_callin(void)
214 {
215         int cpuid, phys_id;
216         unsigned long timeout;
217
218         /*
219          * If waken up by an INIT in an 82489DX configuration
220          * we may get here before an INIT-deassert IPI reaches
221          * our local APIC.  We have to wait for the IPI or we'll
222          * lock up on an APIC access.
223          */
224         wait_for_init_deassert(&init_deasserted);
225
226         /*
227          * (This works even if the APIC is not enabled.)
228          */
229         phys_id = GET_APIC_ID(apic_read(APIC_ID));
230         cpuid = smp_processor_id();
231         if (cpu_isset(cpuid, cpu_callin_map)) {
232                 printk("huh, phys CPU#%d, CPU#%d already present??\n",
233                                         phys_id, cpuid);
234                 BUG();
235         }
236         Dprintk("CPU#%d (phys ID: %d) waiting for CALLOUT\n", cpuid, phys_id);
237
238         /*
239          * STARTUP IPIs are fragile beasts as they might sometimes
240          * trigger some glue motherboard logic. Complete APIC bus
241          * silence for 1 second, this overestimates the time the
242          * boot CPU is spending to send the up to 2 STARTUP IPIs
243          * by a factor of two. This should be enough.
244          */
245
246         /*
247          * Waiting 2s total for startup (udelay is not yet working)
248          */
249         timeout = jiffies + 2*HZ;
250         while (time_before(jiffies, timeout)) {
251                 /*
252                  * Has the boot CPU finished it's STARTUP sequence?
253                  */
254                 if (cpu_isset(cpuid, cpu_callout_map))
255                         break;
256                 rep_nop();
257         }
258
259         if (!time_before(jiffies, timeout)) {
260                 printk("BUG: CPU%d started up but did not get a callout!\n",
261                         cpuid);
262                 BUG();
263         }
264
265         /*
266          * the boot CPU has finished the init stage and is spinning
267          * on callin_map until we finish. We are free to set up this
268          * CPU, first the APIC. (this is probably redundant on most
269          * boards)
270          */
271
272         Dprintk("CALLIN, before setup_local_APIC().\n");
273         smp_callin_clear_local_apic();
274         setup_local_APIC();
275         map_cpu_to_logical_apicid();
276
277         /*
278          * Get our bogomips.
279          */
280         calibrate_delay();
281         Dprintk("Stack at about %p\n",&cpuid);
282
283         /*
284          * Save our processor parameters
285          */
286         smp_store_cpu_info(cpuid);
287
288         /*
289          * Allow the master to continue.
290          */
291         cpu_set(cpuid, cpu_callin_map);
292 }
293
294 static int cpucount;
295
296 /* maps the cpu to the sched domain representing multi-core */
297 cpumask_t cpu_coregroup_map(int cpu)
298 {
299         struct cpuinfo_x86 *c = cpu_data + cpu;
300         /*
301          * For perf, we return last level cache shared map.
302          * And for power savings, we return cpu_core_map
303          */
304         if (sched_mc_power_savings || sched_smt_power_savings)
305                 return cpu_core_map[cpu];
306         else
307                 return c->llc_shared_map;
308 }
309
310 /* representing cpus for which sibling maps can be computed */
311 static cpumask_t cpu_sibling_setup_map;
312
313 static inline void
314 set_cpu_sibling_map(int cpu)
315 {
316         int i;
317         struct cpuinfo_x86 *c = cpu_data;
318
319         cpu_set(cpu, cpu_sibling_setup_map);
320
321         if (smp_num_siblings > 1) {
322                 for_each_cpu_mask(i, cpu_sibling_setup_map) {
323                         if (c[cpu].phys_proc_id == c[i].phys_proc_id &&
324                             c[cpu].cpu_core_id == c[i].cpu_core_id) {
325                                 cpu_set(i, cpu_sibling_map[cpu]);
326                                 cpu_set(cpu, cpu_sibling_map[i]);
327                                 cpu_set(i, cpu_core_map[cpu]);
328                                 cpu_set(cpu, cpu_core_map[i]);
329                                 cpu_set(i, c[cpu].llc_shared_map);
330                                 cpu_set(cpu, c[i].llc_shared_map);
331                         }
332                 }
333         } else {
334                 cpu_set(cpu, cpu_sibling_map[cpu]);
335         }
336
337         cpu_set(cpu, c[cpu].llc_shared_map);
338
339         if (current_cpu_data.x86_max_cores == 1) {
340                 cpu_core_map[cpu] = cpu_sibling_map[cpu];
341                 c[cpu].booted_cores = 1;
342                 return;
343         }
344
345         for_each_cpu_mask(i, cpu_sibling_setup_map) {
346                 if (cpu_llc_id[cpu] != BAD_APICID &&
347                     cpu_llc_id[cpu] == cpu_llc_id[i]) {
348                         cpu_set(i, c[cpu].llc_shared_map);
349                         cpu_set(cpu, c[i].llc_shared_map);
350                 }
351                 if (c[cpu].phys_proc_id == c[i].phys_proc_id) {
352                         cpu_set(i, cpu_core_map[cpu]);
353                         cpu_set(cpu, cpu_core_map[i]);
354                         /*
355                          *  Does this new cpu bringup a new core?
356                          */
357                         if (cpus_weight(cpu_sibling_map[cpu]) == 1) {
358                                 /*
359                                  * for each core in package, increment
360                                  * the booted_cores for this new cpu
361                                  */
362                                 if (first_cpu(cpu_sibling_map[i]) == i)
363                                         c[cpu].booted_cores++;
364                                 /*
365                                  * increment the core count for all
366                                  * the other cpus in this package
367                                  */
368                                 if (i != cpu)
369                                         c[i].booted_cores++;
370                         } else if (i != cpu && !c[cpu].booted_cores)
371                                 c[cpu].booted_cores = c[i].booted_cores;
372                 }
373         }
374 }
375
376 /*
377  * Activate a secondary processor.
378  */
379 static void __cpuinit start_secondary(void *unused)
380 {
381         /*
382          * Don't put *anything* before secondary_cpu_init(), SMP
383          * booting is too fragile that we want to limit the
384          * things done here to the most necessary things.
385          */
386 #ifdef CONFIG_VMI
387         vmi_bringup();
388 #endif
389         secondary_cpu_init();
390         preempt_disable();
391         smp_callin();
392         while (!cpu_isset(smp_processor_id(), smp_commenced_mask))
393                 rep_nop();
394         /*
395          * Check TSC synchronization with the BP:
396          */
397         check_tsc_sync_target();
398
399         setup_secondary_clock();
400         if (nmi_watchdog == NMI_IO_APIC) {
401                 disable_8259A_irq(0);
402                 enable_NMI_through_LVT0(NULL);
403                 enable_8259A_irq(0);
404         }
405         /*
406          * low-memory mappings have been cleared, flush them from
407          * the local TLBs too.
408          */
409         local_flush_tlb();
410
411         /* This must be done before setting cpu_online_map */
412         set_cpu_sibling_map(raw_smp_processor_id());
413         wmb();
414
415         /*
416          * We need to hold call_lock, so there is no inconsistency
417          * between the time smp_call_function() determines number of
418          * IPI receipients, and the time when the determination is made
419          * for which cpus receive the IPI. Holding this
420          * lock helps us to not include this cpu in a currently in progress
421          * smp_call_function().
422          */
423         lock_ipi_call_lock();
424         cpu_set(smp_processor_id(), cpu_online_map);
425         unlock_ipi_call_lock();
426         per_cpu(cpu_state, smp_processor_id()) = CPU_ONLINE;
427
428         /* We can take interrupts now: we're officially "up". */
429         local_irq_enable();
430
431         wmb();
432         cpu_idle();
433 }
434
435 /*
436  * Everything has been set up for the secondary
437  * CPUs - they just need to reload everything
438  * from the task structure
439  * This function must not return.
440  */
441 void __devinit initialize_secondary(void)
442 {
443         /*
444          * switch to the per CPU GDT we already set up
445          * in do_boot_cpu()
446          */
447         cpu_set_gdt(current_thread_info()->cpu);
448
449         /*
450          * We don't actually need to load the full TSS,
451          * basically just the stack pointer and the eip.
452          */
453
454         asm volatile(
455                 "movl %0,%%esp\n\t"
456                 "jmp *%1"
457                 :
458                 :"m" (current->thread.esp),"m" (current->thread.eip));
459 }
460
461 /* Static state in head.S used to set up a CPU */
462 extern struct {
463         void * esp;
464         unsigned short ss;
465 } stack_start;
466 extern struct i386_pda *start_pda;
467
468 #ifdef CONFIG_NUMA
469
470 /* which logical CPUs are on which nodes */
471 cpumask_t node_2_cpu_mask[MAX_NUMNODES] __read_mostly =
472                                 { [0 ... MAX_NUMNODES-1] = CPU_MASK_NONE };
473 EXPORT_SYMBOL(node_2_cpu_mask);
474 /* which node each logical CPU is on */
475 int cpu_2_node[NR_CPUS] __read_mostly = { [0 ... NR_CPUS-1] = 0 };
476 EXPORT_SYMBOL(cpu_2_node);
477
478 /* set up a mapping between cpu and node. */
479 static inline void map_cpu_to_node(int cpu, int node)
480 {
481         printk("Mapping cpu %d to node %d\n", cpu, node);
482         cpu_set(cpu, node_2_cpu_mask[node]);
483         cpu_2_node[cpu] = node;
484 }
485
486 /* undo a mapping between cpu and node. */
487 static inline void unmap_cpu_to_node(int cpu)
488 {
489         int node;
490
491         printk("Unmapping cpu %d from all nodes\n", cpu);
492         for (node = 0; node < MAX_NUMNODES; node ++)
493                 cpu_clear(cpu, node_2_cpu_mask[node]);
494         cpu_2_node[cpu] = 0;
495 }
496 #else /* !CONFIG_NUMA */
497
498 #define map_cpu_to_node(cpu, node)      ({})
499 #define unmap_cpu_to_node(cpu)  ({})
500
501 #endif /* CONFIG_NUMA */
502
503 u8 cpu_2_logical_apicid[NR_CPUS] __read_mostly = { [0 ... NR_CPUS-1] = BAD_APICID };
504
505 static void map_cpu_to_logical_apicid(void)
506 {
507         int cpu = smp_processor_id();
508         int apicid = logical_smp_processor_id();
509         int node = apicid_to_node(apicid);
510
511         if (!node_online(node))
512                 node = first_online_node;
513
514         cpu_2_logical_apicid[cpu] = apicid;
515         map_cpu_to_node(cpu, node);
516 }
517
518 static void unmap_cpu_to_logical_apicid(int cpu)
519 {
520         cpu_2_logical_apicid[cpu] = BAD_APICID;
521         unmap_cpu_to_node(cpu);
522 }
523
524 #if APIC_DEBUG
525 static inline void __inquire_remote_apic(int apicid)
526 {
527         int i, regs[] = { APIC_ID >> 4, APIC_LVR >> 4, APIC_SPIV >> 4 };
528         char *names[] = { "ID", "VERSION", "SPIV" };
529         int timeout, status;
530
531         printk("Inquiring remote APIC #%d...\n", apicid);
532
533         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(regs); i++) {
534                 printk("... APIC #%d %s: ", apicid, names[i]);
535
536                 /*
537                  * Wait for idle.
538                  */
539                 apic_wait_icr_idle();
540
541                 apic_write_around(APIC_ICR2, SET_APIC_DEST_FIELD(apicid));
542                 apic_write_around(APIC_ICR, APIC_DM_REMRD | regs[i]);
543
544                 timeout = 0;
545                 do {
546                         udelay(100);
547                         status = apic_read(APIC_ICR) & APIC_ICR_RR_MASK;
548                 } while (status == APIC_ICR_RR_INPROG && timeout++ < 1000);
549
550                 switch (status) {
551                 case APIC_ICR_RR_VALID:
552                         status = apic_read(APIC_RRR);
553                         printk("%08x\n", status);
554                         break;
555                 default:
556                         printk("failed\n");
557                 }
558         }
559 }
560 #endif
561
562 #ifdef WAKE_SECONDARY_VIA_NMI
563 /* 
564  * Poke the other CPU in the eye via NMI to wake it up. Remember that the normal
565  * INIT, INIT, STARTUP sequence will reset the chip hard for us, and this
566  * won't ... remember to clear down the APIC, etc later.
567  */
568 static int __devinit
569 wakeup_secondary_cpu(int logical_apicid, unsigned long start_eip)
570 {
571         unsigned long send_status = 0, accept_status = 0;
572         int timeout, maxlvt;
573
574         /* Target chip */
575         apic_write_around(APIC_ICR2, SET_APIC_DEST_FIELD(logical_apicid));
576
577         /* Boot on the stack */
578         /* Kick the second */
579         apic_write_around(APIC_ICR, APIC_DM_NMI | APIC_DEST_LOGICAL);
580
581         Dprintk("Waiting for send to finish...\n");
582         timeout = 0;
583         do {
584                 Dprintk("+");
585                 udelay(100);
586                 send_status = apic_read(APIC_ICR) & APIC_ICR_BUSY;
587         } while (send_status && (timeout++ < 1000));
588
589         /*
590          * Give the other CPU some time to accept the IPI.
591          */
592         udelay(200);
593         /*
594          * Due to the Pentium erratum 3AP.
595          */
596         maxlvt = lapic_get_maxlvt();
597         if (maxlvt > 3) {
598                 apic_read_around(APIC_SPIV);
599                 apic_write(APIC_ESR, 0);
600         }
601         accept_status = (apic_read(APIC_ESR) & 0xEF);
602         Dprintk("NMI sent.\n");
603
604         if (send_status)
605                 printk("APIC never delivered???\n");
606         if (accept_status)
607                 printk("APIC delivery error (%lx).\n", accept_status);
608
609         return (send_status | accept_status);
610 }
611 #endif  /* WAKE_SECONDARY_VIA_NMI */
612
613 #ifdef WAKE_SECONDARY_VIA_INIT
614 static int __devinit
615 wakeup_secondary_cpu(int phys_apicid, unsigned long start_eip)
616 {
617         unsigned long send_status = 0, accept_status = 0;
618         int maxlvt, timeout, num_starts, j;
619
620         /*
621          * Be paranoid about clearing APIC errors.
622          */
623         if (APIC_INTEGRATED(apic_version[phys_apicid])) {
624                 apic_read_around(APIC_SPIV);
625                 apic_write(APIC_ESR, 0);
626                 apic_read(APIC_ESR);
627         }
628
629         Dprintk("Asserting INIT.\n");
630
631         /*
632          * Turn INIT on target chip
633          */
634         apic_write_around(APIC_ICR2, SET_APIC_DEST_FIELD(phys_apicid));
635
636         /*
637          * Send IPI
638          */
639         apic_write_around(APIC_ICR, APIC_INT_LEVELTRIG | APIC_INT_ASSERT
640                                 | APIC_DM_INIT);
641
642         Dprintk("Waiting for send to finish...\n");
643         timeout = 0;
644         do {
645                 Dprintk("+");
646                 udelay(100);
647                 send_status = apic_read(APIC_ICR) & APIC_ICR_BUSY;
648         } while (send_status && (timeout++ < 1000));
649
650         mdelay(10);
651
652         Dprintk("Deasserting INIT.\n");
653
654         /* Target chip */
655         apic_write_around(APIC_ICR2, SET_APIC_DEST_FIELD(phys_apicid));
656
657         /* Send IPI */
658         apic_write_around(APIC_ICR, APIC_INT_LEVELTRIG | APIC_DM_INIT);
659
660         Dprintk("Waiting for send to finish...\n");
661         timeout = 0;
662         do {
663                 Dprintk("+");
664                 udelay(100);
665                 send_status = apic_read(APIC_ICR) & APIC_ICR_BUSY;
666         } while (send_status && (timeout++ < 1000));
667
668         atomic_set(&init_deasserted, 1);
669
670         /*
671          * Should we send STARTUP IPIs ?
672          *
673          * Determine this based on the APIC version.
674          * If we don't have an integrated APIC, don't send the STARTUP IPIs.
675          */
676         if (APIC_INTEGRATED(apic_version[phys_apicid]))
677                 num_starts = 2;
678         else
679                 num_starts = 0;
680
681         /*
682          * Paravirt / VMI wants a startup IPI hook here to set up the
683          * target processor state.
684          */
685         startup_ipi_hook(phys_apicid, (unsigned long) start_secondary,
686                          (unsigned long) stack_start.esp);
687
688         /*
689          * Run STARTUP IPI loop.
690          */
691         Dprintk("#startup loops: %d.\n", num_starts);
692
693         maxlvt = lapic_get_maxlvt();
694
695         for (j = 1; j <= num_starts; j++) {
696                 Dprintk("Sending STARTUP #%d.\n",j);
697                 apic_read_around(APIC_SPIV);
698                 apic_write(APIC_ESR, 0);
699                 apic_read(APIC_ESR);
700                 Dprintk("After apic_write.\n");
701
702                 /*
703                  * STARTUP IPI
704                  */
705
706                 /* Target chip */
707                 apic_write_around(APIC_ICR2, SET_APIC_DEST_FIELD(phys_apicid));
708
709                 /* Boot on the stack */
710                 /* Kick the second */
711                 apic_write_around(APIC_ICR, APIC_DM_STARTUP
712                                         | (start_eip >> 12));
713
714                 /*
715                  * Give the other CPU some time to accept the IPI.
716                  */
717                 udelay(300);
718
719                 Dprintk("Startup point 1.\n");
720
721                 Dprintk("Waiting for send to finish...\n");
722                 timeout = 0;
723                 do {
724                         Dprintk("+");
725                         udelay(100);
726                         send_status = apic_read(APIC_ICR) & APIC_ICR_BUSY;
727                 } while (send_status && (timeout++ < 1000));
728
729                 /*
730                  * Give the other CPU some time to accept the IPI.
731                  */
732                 udelay(200);
733                 /*
734                  * Due to the Pentium erratum 3AP.
735                  */
736                 if (maxlvt > 3) {
737                         apic_read_around(APIC_SPIV);
738                         apic_write(APIC_ESR, 0);
739                 }
740                 accept_status = (apic_read(APIC_ESR) & 0xEF);
741                 if (send_status || accept_status)
742                         break;
743         }
744         Dprintk("After Startup.\n");
745
746         if (send_status)
747                 printk("APIC never delivered???\n");
748         if (accept_status)
749                 printk("APIC delivery error (%lx).\n", accept_status);
750
751         return (send_status | accept_status);
752 }
753 #endif  /* WAKE_SECONDARY_VIA_INIT */
754
755 extern cpumask_t cpu_initialized;
756 static inline int alloc_cpu_id(void)
757 {
758         cpumask_t       tmp_map;
759         int cpu;
760         cpus_complement(tmp_map, cpu_present_map);
761         cpu = first_cpu(tmp_map);
762         if (cpu >= NR_CPUS)
763                 return -ENODEV;
764         return cpu;
765 }
766
767 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
768 static struct task_struct * __devinitdata cpu_idle_tasks[NR_CPUS];
769 static inline struct task_struct * alloc_idle_task(int cpu)
770 {
771         struct task_struct *idle;
772
773         if ((idle = cpu_idle_tasks[cpu]) != NULL) {
774                 /* initialize thread_struct.  we really want to avoid destroy
775                  * idle tread
776                  */
777                 idle->thread.esp = (unsigned long)task_pt_regs(idle);
778                 init_idle(idle, cpu);
779                 return idle;
780         }
781         idle = fork_idle(cpu);
782
783         if (!IS_ERR(idle))
784                 cpu_idle_tasks[cpu] = idle;
785         return idle;
786 }
787 #else
788 #define alloc_idle_task(cpu) fork_idle(cpu)
789 #endif
790
791 static int __cpuinit do_boot_cpu(int apicid, int cpu)
792 /*
793  * NOTE - on most systems this is a PHYSICAL apic ID, but on multiquad
794  * (ie clustered apic addressing mode), this is a LOGICAL apic ID.
795  * Returns zero if CPU booted OK, else error code from wakeup_secondary_cpu.
796  */
797 {
798         struct task_struct *idle;
799         unsigned long boot_error;
800         int timeout;
801         unsigned long start_eip;
802         unsigned short nmi_high = 0, nmi_low = 0;
803
804         /*
805          * We can't use kernel_thread since we must avoid to
806          * reschedule the child.
807          */
808         idle = alloc_idle_task(cpu);
809         if (IS_ERR(idle))
810                 panic("failed fork for CPU %d", cpu);
811
812         /* Pre-allocate and initialize the CPU's GDT and PDA so it
813            doesn't have to do any memory allocation during the
814            delicate CPU-bringup phase. */
815         if (!init_gdt(cpu, idle)) {
816                 printk(KERN_INFO "Couldn't allocate GDT/PDA for CPU %d\n", cpu);
817                 return -1;      /* ? */
818         }
819
820         idle->thread.eip = (unsigned long) start_secondary;
821         /* start_eip had better be page-aligned! */
822         start_eip = setup_trampoline();
823
824         ++cpucount;
825         alternatives_smp_switch(1);
826
827         /* So we see what's up   */
828         printk("Booting processor %d/%d eip %lx\n", cpu, apicid, start_eip);
829         /* Stack for startup_32 can be just as for start_secondary onwards */
830         stack_start.esp = (void *) idle->thread.esp;
831
832         irq_ctx_init(cpu);
833
834         x86_cpu_to_apicid[cpu] = apicid;
835         /*
836          * This grunge runs the startup process for
837          * the targeted processor.
838          */
839
840         atomic_set(&init_deasserted, 0);
841
842         Dprintk("Setting warm reset code and vector.\n");
843
844         store_NMI_vector(&nmi_high, &nmi_low);
845
846         smpboot_setup_warm_reset_vector(start_eip);
847
848         /*
849          * Starting actual IPI sequence...
850          */
851         boot_error = wakeup_secondary_cpu(apicid, start_eip);
852
853         if (!boot_error) {
854                 /*
855                  * allow APs to start initializing.
856                  */
857                 Dprintk("Before Callout %d.\n", cpu);
858                 cpu_set(cpu, cpu_callout_map);
859                 Dprintk("After Callout %d.\n", cpu);
860
861                 /*
862                  * Wait 5s total for a response
863                  */
864                 for (timeout = 0; timeout < 50000; timeout++) {
865                         if (cpu_isset(cpu, cpu_callin_map))
866                                 break;  /* It has booted */
867                         udelay(100);
868                 }
869
870                 if (cpu_isset(cpu, cpu_callin_map)) {
871                         /* number CPUs logically, starting from 1 (BSP is 0) */
872                         Dprintk("OK.\n");
873                         printk("CPU%d: ", cpu);
874                         print_cpu_info(&cpu_data[cpu]);
875                         Dprintk("CPU has booted.\n");
876                 } else {
877                         boot_error= 1;
878                         if (*((volatile unsigned char *)trampoline_base)
879                                         == 0xA5)
880                                 /* trampoline started but...? */
881                                 printk("Stuck ??\n");
882                         else
883                                 /* trampoline code not run */
884                                 printk("Not responding.\n");
885                         inquire_remote_apic(apicid);
886                 }
887         }
888
889         if (boot_error) {
890                 /* Try to put things back the way they were before ... */
891                 unmap_cpu_to_logical_apicid(cpu);
892                 cpu_clear(cpu, cpu_callout_map); /* was set here (do_boot_cpu()) */
893                 cpu_clear(cpu, cpu_initialized); /* was set by cpu_init() */
894                 cpucount--;
895         } else {
896                 x86_cpu_to_apicid[cpu] = apicid;
897                 cpu_set(cpu, cpu_present_map);
898         }
899
900         /* mark "stuck" area as not stuck */
901         *((volatile unsigned long *)trampoline_base) = 0;
902
903         return boot_error;
904 }
905
906 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
907 void cpu_exit_clear(void)
908 {
909         int cpu = raw_smp_processor_id();
910
911         idle_task_exit();
912
913         cpucount --;
914         cpu_uninit();
915         irq_ctx_exit(cpu);
916
917         cpu_clear(cpu, cpu_callout_map);
918         cpu_clear(cpu, cpu_callin_map);
919
920         cpu_clear(cpu, smp_commenced_mask);
921         unmap_cpu_to_logical_apicid(cpu);
922 }
923
924 struct warm_boot_cpu_info {
925         struct completion *complete;
926         struct work_struct task;
927         int apicid;
928         int cpu;
929 };
930
931 static void __cpuinit do_warm_boot_cpu(struct work_struct *work)
932 {
933         struct warm_boot_cpu_info *info =
934                 container_of(work, struct warm_boot_cpu_info, task);
935         do_boot_cpu(info->apicid, info->cpu);
936         complete(info->complete);
937 }
938
939 static int __cpuinit __smp_prepare_cpu(int cpu)
940 {
941         DECLARE_COMPLETION_ONSTACK(done);
942         struct warm_boot_cpu_info info;
943         int     apicid, ret;
944         struct Xgt_desc_struct *cpu_gdt_descr = &per_cpu(cpu_gdt_descr, cpu);
945
946         apicid = x86_cpu_to_apicid[cpu];
947         if (apicid == BAD_APICID) {
948                 ret = -ENODEV;
949                 goto exit;
950         }
951
952         /*
953          * the CPU isn't initialized at boot time, allocate gdt table here.
954          * cpu_init will initialize it
955          */
956         if (!cpu_gdt_descr->address) {
957                 cpu_gdt_descr->address = get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
958                 if (!cpu_gdt_descr->address)
959                         printk(KERN_CRIT "CPU%d failed to allocate GDT\n", cpu);
960                         ret = -ENOMEM;
961                         goto exit;
962         }
963
964         info.complete = &done;
965         info.apicid = apicid;
966         info.cpu = cpu;
967         INIT_WORK(&info.task, do_warm_boot_cpu);
968
969         /* init low mem mapping */
970         clone_pgd_range(swapper_pg_dir, swapper_pg_dir + USER_PGD_PTRS,
971                         min_t(unsigned long, KERNEL_PGD_PTRS, USER_PGD_PTRS));
972         flush_tlb_all();
973         schedule_work(&info.task);
974         wait_for_completion(&done);
975
976         zap_low_mappings();
977         ret = 0;
978 exit:
979         return ret;
980 }
981 #endif
982
983 static void smp_tune_scheduling(void)
984 {
985         unsigned long cachesize;       /* kB   */
986
987         if (cpu_khz) {
988                 cachesize = boot_cpu_data.x86_cache_size;
989
990                 if (cachesize > 0)
991                         max_cache_size = cachesize * 1024;
992         }
993 }
994
995 /*
996  * Cycle through the processors sending APIC IPIs to boot each.
997  */
998
999 static int boot_cpu_logical_apicid;
1000 /* Where the IO area was mapped on multiquad, always 0 otherwise */
1001 void *xquad_portio;
1002 #ifdef CONFIG_X86_NUMAQ
1003 EXPORT_SYMBOL(xquad_portio);
1004 #endif
1005
1006 static void __init smp_boot_cpus(unsigned int max_cpus)
1007 {
1008         int apicid, cpu, bit, kicked;
1009         unsigned long bogosum = 0;
1010
1011         /*
1012          * Setup boot CPU information
1013          */
1014         smp_store_cpu_info(0); /* Final full version of the data */
1015         printk("CPU%d: ", 0);
1016         print_cpu_info(&cpu_data[0]);
1017
1018         boot_cpu_physical_apicid = GET_APIC_ID(apic_read(APIC_ID));
1019         boot_cpu_logical_apicid = logical_smp_processor_id();
1020         x86_cpu_to_apicid[0] = boot_cpu_physical_apicid;
1021
1022         current_thread_info()->cpu = 0;
1023         smp_tune_scheduling();
1024
1025         set_cpu_sibling_map(0);
1026
1027         /*
1028          * If we couldn't find an SMP configuration at boot time,
1029          * get out of here now!
1030          */
1031         if (!smp_found_config && !acpi_lapic) {
1032                 printk(KERN_NOTICE "SMP motherboard not detected.\n");
1033                 smpboot_clear_io_apic_irqs();
1034                 phys_cpu_present_map = physid_mask_of_physid(0);
1035                 if (APIC_init_uniprocessor())
1036                         printk(KERN_NOTICE "Local APIC not detected."
1037                                            " Using dummy APIC emulation.\n");
1038                 map_cpu_to_logical_apicid();
1039                 cpu_set(0, cpu_sibling_map[0]);
1040                 cpu_set(0, cpu_core_map[0]);
1041                 return;
1042         }
1043
1044         /*
1045          * Should not be necessary because the MP table should list the boot
1046          * CPU too, but we do it for the sake of robustness anyway.
1047          * Makes no sense to do this check in clustered apic mode, so skip it
1048          */
1049         if (!check_phys_apicid_present(boot_cpu_physical_apicid)) {
1050                 printk("weird, boot CPU (#%d) not listed by the BIOS.\n",
1051                                 boot_cpu_physical_apicid);
1052                 physid_set(hard_smp_processor_id(), phys_cpu_present_map);
1053         }
1054
1055         /*
1056          * If we couldn't find a local APIC, then get out of here now!
1057          */
1058         if (APIC_INTEGRATED(apic_version[boot_cpu_physical_apicid]) && !cpu_has_apic) {
1059                 printk(KERN_ERR "BIOS bug, local APIC #%d not detected!...\n",
1060                         boot_cpu_physical_apicid);
1061                 printk(KERN_ERR "... forcing use of dummy APIC emulation. (tell your hw vendor)\n");
1062                 smpboot_clear_io_apic_irqs();
1063                 phys_cpu_present_map = physid_mask_of_physid(0);
1064                 cpu_set(0, cpu_sibling_map[0]);
1065                 cpu_set(0, cpu_core_map[0]);
1066                 return;
1067         }
1068
1069         verify_local_APIC();
1070
1071         /*
1072          * If SMP should be disabled, then really disable it!
1073          */
1074         if (!max_cpus) {
1075                 smp_found_config = 0;
1076                 printk(KERN_INFO "SMP mode deactivated, forcing use of dummy APIC emulation.\n");
1077                 smpboot_clear_io_apic_irqs();
1078                 phys_cpu_present_map = physid_mask_of_physid(0);
1079                 cpu_set(0, cpu_sibling_map[0]);
1080                 cpu_set(0, cpu_core_map[0]);
1081                 return;
1082         }
1083
1084         connect_bsp_APIC();
1085         setup_local_APIC();
1086         map_cpu_to_logical_apicid();
1087
1088
1089         setup_portio_remap();
1090
1091         /*
1092          * Scan the CPU present map and fire up the other CPUs via do_boot_cpu
1093          *
1094          * In clustered apic mode, phys_cpu_present_map is a constructed thus:
1095          * bits 0-3 are quad0, 4-7 are quad1, etc. A perverse twist on the 
1096          * clustered apic ID.
1097          */
1098         Dprintk("CPU present map: %lx\n", physids_coerce(phys_cpu_present_map));
1099
1100         kicked = 1;
1101         for (bit = 0; kicked < NR_CPUS && bit < MAX_APICS; bit++) {
1102                 apicid = cpu_present_to_apicid(bit);
1103                 /*
1104                  * Don't even attempt to start the boot CPU!
1105                  */
1106                 if ((apicid == boot_cpu_apicid) || (apicid == BAD_APICID))
1107                         continue;
1108
1109                 if (!check_apicid_present(bit))
1110                         continue;
1111                 if (max_cpus <= cpucount+1)
1112                         continue;
1113
1114                 if (((cpu = alloc_cpu_id()) <= 0) || do_boot_cpu(apicid, cpu))
1115                         printk("CPU #%d not responding - cannot use it.\n",
1116                                                                 apicid);
1117                 else
1118                         ++kicked;
1119         }
1120
1121         /*
1122          * Cleanup possible dangling ends...
1123          */
1124         smpboot_restore_warm_reset_vector();
1125
1126         /*
1127          * Allow the user to impress friends.
1128          */
1129         Dprintk("Before bogomips.\n");
1130         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++)
1131                 if (cpu_isset(cpu, cpu_callout_map))
1132                         bogosum += cpu_data[cpu].loops_per_jiffy;
1133         printk(KERN_INFO
1134                 "Total of %d processors activated (%lu.%02lu BogoMIPS).\n",
1135                 cpucount+1,
1136                 bogosum/(500000/HZ),
1137                 (bogosum/(5000/HZ))%100);
1138         
1139         Dprintk("Before bogocount - setting activated=1.\n");
1140
1141         if (smp_b_stepping)
1142                 printk(KERN_WARNING "WARNING: SMP operation may be unreliable with B stepping processors.\n");
1143
1144         /*
1145          * Don't taint if we are running SMP kernel on a single non-MP
1146          * approved Athlon
1147          */
1148         if (tainted & TAINT_UNSAFE_SMP) {
1149                 if (cpucount)
1150                         printk (KERN_INFO "WARNING: This combination of AMD processors is not suitable for SMP.\n");
1151                 else
1152                         tainted &= ~TAINT_UNSAFE_SMP;
1153         }
1154
1155         Dprintk("Boot done.\n");
1156
1157         /*
1158          * construct cpu_sibling_map[], so that we can tell sibling CPUs
1159          * efficiently.
1160          */
1161         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
1162                 cpus_clear(cpu_sibling_map[cpu]);
1163                 cpus_clear(cpu_core_map[cpu]);
1164         }
1165
1166         cpu_set(0, cpu_sibling_map[0]);
1167         cpu_set(0, cpu_core_map[0]);
1168
1169         smpboot_setup_io_apic();
1170
1171         setup_boot_clock();
1172 }
1173
1174 /* These are wrappers to interface to the new boot process.  Someone
1175    who understands all this stuff should rewrite it properly. --RR 15/Jul/02 */
1176 void __init smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
1177 {
1178         smp_commenced_mask = cpumask_of_cpu(0);
1179         cpu_callin_map = cpumask_of_cpu(0);
1180         mb();
1181         smp_boot_cpus(max_cpus);
1182 }
1183
1184 void __devinit smp_prepare_boot_cpu(void)
1185 {
1186         cpu_set(smp_processor_id(), cpu_online_map);
1187         cpu_set(smp_processor_id(), cpu_callout_map);
1188         cpu_set(smp_processor_id(), cpu_present_map);
1189         cpu_set(smp_processor_id(), cpu_possible_map);
1190         per_cpu(cpu_state, smp_processor_id()) = CPU_ONLINE;
1191 }
1192
1193 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1194 static void
1195 remove_siblinginfo(int cpu)
1196 {
1197         int sibling;
1198         struct cpuinfo_x86 *c = cpu_data;
1199
1200         for_each_cpu_mask(sibling, cpu_core_map[cpu]) {
1201                 cpu_clear(cpu, cpu_core_map[sibling]);
1202                 /*
1203                  * last thread sibling in this cpu core going down
1204                  */
1205                 if (cpus_weight(cpu_sibling_map[cpu]) == 1)
1206                         c[sibling].booted_cores--;
1207         }
1208                         
1209         for_each_cpu_mask(sibling, cpu_sibling_map[cpu])
1210                 cpu_clear(cpu, cpu_sibling_map[sibling]);
1211         cpus_clear(cpu_sibling_map[cpu]);
1212         cpus_clear(cpu_core_map[cpu]);
1213         c[cpu].phys_proc_id = 0;
1214         c[cpu].cpu_core_id = 0;
1215         cpu_clear(cpu, cpu_sibling_setup_map);
1216 }
1217
1218 int __cpu_disable(void)
1219 {
1220         cpumask_t map = cpu_online_map;
1221         int cpu = smp_processor_id();
1222
1223         /*
1224          * Perhaps use cpufreq to drop frequency, but that could go
1225          * into generic code.
1226          *
1227          * We won't take down the boot processor on i386 due to some
1228          * interrupts only being able to be serviced by the BSP.
1229          * Especially so if we're not using an IOAPIC   -zwane
1230          */
1231         if (cpu == 0)
1232                 return -EBUSY;
1233         if (nmi_watchdog == NMI_LOCAL_APIC)
1234                 stop_apic_nmi_watchdog(NULL);
1235         clear_local_APIC();
1236         /* Allow any queued timer interrupts to get serviced */
1237         local_irq_enable();
1238         mdelay(1);
1239         local_irq_disable();
1240
1241         remove_siblinginfo(cpu);
1242
1243         cpu_clear(cpu, map);
1244         fixup_irqs(map);
1245         /* It's now safe to remove this processor from the online map */
1246         cpu_clear(cpu, cpu_online_map);
1247         return 0;
1248 }
1249
1250 void __cpu_die(unsigned int cpu)
1251 {
1252         /* We don't do anything here: idle task is faking death itself. */
1253         unsigned int i;
1254
1255         for (i = 0; i < 10; i++) {
1256                 /* They ack this in play_dead by setting CPU_DEAD */
1257                 if (per_cpu(cpu_state, cpu) == CPU_DEAD) {
1258                         printk ("CPU %d is now offline\n", cpu);
1259                         if (1 == num_online_cpus())
1260                                 alternatives_smp_switch(0);
1261                         return;
1262                 }
1263                 msleep(100);
1264         }
1265         printk(KERN_ERR "CPU %u didn't die...\n", cpu);
1266 }
1267 #else /* ... !CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1268 int __cpu_disable(void)
1269 {
1270         return -ENOSYS;
1271 }
1272
1273 void __cpu_die(unsigned int cpu)
1274 {
1275         /* We said "no" in __cpu_disable */
1276         BUG();
1277 }
1278 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1279
1280 int __cpuinit __cpu_up(unsigned int cpu)
1281 {
1282         unsigned long flags;
1283 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1284         int ret = 0;
1285
1286         /*
1287          * We do warm boot only on cpus that had booted earlier
1288          * Otherwise cold boot is all handled from smp_boot_cpus().
1289          * cpu_callin_map is set during AP kickstart process. Its reset
1290          * when a cpu is taken offline from cpu_exit_clear().
1291          */
1292         if (!cpu_isset(cpu, cpu_callin_map))
1293                 ret = __smp_prepare_cpu(cpu);
1294
1295         if (ret)
1296                 return -EIO;
1297 #endif
1298
1299         /* In case one didn't come up */
1300         if (!cpu_isset(cpu, cpu_callin_map)) {
1301                 printk(KERN_DEBUG "skipping cpu%d, didn't come online\n", cpu);
1302                 return -EIO;
1303         }
1304
1305         per_cpu(cpu_state, cpu) = CPU_UP_PREPARE;
1306         /* Unleash the CPU! */
1307         cpu_set(cpu, smp_commenced_mask);
1308
1309         /*
1310          * Check TSC synchronization with the AP (keep irqs disabled
1311          * while doing so):
1312          */
1313         local_irq_save(flags);
1314         check_tsc_sync_source(cpu);
1315         local_irq_restore(flags);
1316
1317         while (!cpu_isset(cpu, cpu_online_map)) {
1318                 cpu_relax();
1319                 touch_nmi_watchdog();
1320         }
1321
1322 #ifdef CONFIG_X86_GENERICARCH
1323         if (num_online_cpus() > 8 && genapic == &apic_default)
1324                 panic("Default flat APIC routing can't be used with > 8 cpus\n");
1325 #endif
1326
1327         return 0;
1328 }
1329
1330 void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
1331 {
1332 #ifdef CONFIG_X86_IO_APIC
1333         setup_ioapic_dest();
1334 #endif
1335         zap_low_mappings();
1336 #ifndef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1337         /*
1338          * Disable executability of the SMP trampoline:
1339          */
1340         set_kernel_exec((unsigned long)trampoline_base, trampoline_exec);
1341 #endif
1342 }
1343
1344 void __init smp_intr_init(void)
1345 {
1346         /*
1347          * IRQ0 must be given a fixed assignment and initialized,
1348          * because it's used before the IO-APIC is set up.
1349          */
1350         set_intr_gate(FIRST_DEVICE_VECTOR, interrupt[0]);
1351
1352         /*
1353          * The reschedule interrupt is a CPU-to-CPU reschedule-helper
1354          * IPI, driven by wakeup.
1355          */
1356         set_intr_gate(RESCHEDULE_VECTOR, reschedule_interrupt);
1357
1358         /* IPI for invalidation */
1359         set_intr_gate(INVALIDATE_TLB_VECTOR, invalidate_interrupt);
1360
1361         /* IPI for generic function call */
1362         set_intr_gate(CALL_FUNCTION_VECTOR, call_function_interrupt);
1363 }
1364
1365 /*
1366  * If the BIOS enumerates physical processors before logical,
1367  * maxcpus=N at enumeration-time can be used to disable HT.
1368  */
1369 static int __init parse_maxcpus(char *arg)
1370 {
1371         extern unsigned int maxcpus;
1372
1373         maxcpus = simple_strtoul(arg, NULL, 0);
1374         return 0;
1375 }
1376 early_param("maxcpus", parse_maxcpus);