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  * This function sends a 'generic call function' IPI to all other CPUs
 180  * in the system.
 181  *
 182  * [SUMMARY] Run a function on all 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 (void (*func) (void *info), void *info, int nonatomic,
 194                        int wait)
 195 {
 196         struct call_data_struct data;
 197         int ret = -1, cpus;
 198         u64 timeout;
 199
 200         /* Can deadlock when called with interrupts disabled */
 201         WARN_ON(irqs_disabled());
 202
 203         if (unlikely(smp_ops == NULL))
 204                 return -1;
 205
 206         data.func = func;
 207         data.info = info;
 208         atomic_set(&data.started, 0);
 209         data.wait = wait;
 210         if (wait)
 211                 atomic_set(&data.finished, 0);
 212
 213         spin_lock(&call_lock);
 214         /* Must grab online cpu count with preempt disabled, otherwise
 215          * it can change. */
 216         cpus = num_online_cpus() - 1;
 217         if (!cpus) {
 218                 ret = 0;
 219                 goto out;
 220         }
 221
 222         call_data = &data;
 223         smp_wmb();
 224         /* Send a message to all other CPUs and wait for them to respond */
 225         smp_ops->message_pass(MSG_ALL_BUT_SELF, PPC_MSG_CALL_FUNCTION);
 226
 227         timeout = get_tb() + (u64) SMP_CALL_TIMEOUT * tb_ticks_per_sec;
 228
 229         /* Wait for response */
 230         while (atomic_read(&data.started) != cpus) {
 231                 HMT_low();
 232                 if (get_tb() >= timeout) {
 233                         printk("smp_call_function on cpu %d: other cpus not "
 234                                "responding (%d)\n", smp_processor_id(),
 235                                atomic_read(&data.started));
 236                         debugger(NULL);
 237                         goto out;
 238                 }
 239         }
 240
 241         if (wait) {
 242                 while (atomic_read(&data.finished) != cpus) {
 243                         HMT_low();
 244                         if (get_tb() >= timeout) {
 245                                 printk("smp_call_function on cpu %d: other "
 246                                        "cpus not finishing (%d/%d)\n",
 247                                        smp_processor_id(),
 248                                        atomic_read(&data.finished),
 249                                        atomic_read(&data.started));
 250                                 debugger(NULL);
 251                                 goto out;
 252                         }
 253                 }
 254         }
 255
 256         ret = 0;
 257
 258  out:
 259         call_data = NULL;
 260         HMT_medium();
 261         spin_unlock(&call_lock);
 262         return ret;
 263 }
 264
 265 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function);
 266
 267 void smp_call_function_interrupt(void)
 268 {
 269         void (*func) (void *info);
 270         void *info;
 271         int wait;
 272
 273         /* call_data will be NULL if the sender timed out while
 274          * waiting on us to receive the call.
 275          */
 276         if (!call_data)
 277                 return;
 278
 279         func = call_data->func;
 280         info = call_data->info;
 281         wait = call_data->wait;
 282
 283         if (!wait)
 284                 smp_mb__before_atomic_inc();
 285
 286         /*
 287          * Notify initiating CPU that I've grabbed the data and am
 288          * about to execute the function
 289          */
 290         atomic_inc(&call_data->started);
 291         /*
 292          * At this point the info structure may be out of scope unless wait==1
 293          */
 294         (*func)(info);
 295         if (wait) {
 296                 smp_mb__before_atomic_inc();
 297                 atomic_inc(&call_data->finished);
 298         }
 299 }
 300
 301 extern struct gettimeofday_struct do_gtod;
 302
 303 struct thread_info *current_set[NR_CPUS];
 304
 305 DECLARE_PER_CPU(unsigned int, pvr);
 306
 307 static void __devinit smp_store_cpu_info(int id)
 308 {
 309         per_cpu(pvr, id) = mfspr(SPRN_PVR);
 310 }
 311
 312 static void __init smp_create_idle(unsigned int cpu)
 313 {
 314         struct task_struct *p;
 315
 316         /* create a process for the processor */
 317         p = fork_idle(cpu);
 318         if (IS_ERR(p))
 319                 panic("failed fork for CPU %u: %li", cpu, PTR_ERR(p));
 320 #ifdef CONFIG_PPC64
 321         paca[cpu].__current = p;
 322 #endif
 323         current_set[cpu] = task_thread_info(p);
 324         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
 325 }
 326
 327 void __init smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
 328 {
 329         unsigned int cpu;
 330
 331         DBG("smp_prepare_cpus\n");
 332
 333         /*
 334          * setup_cpu may need to be called on the boot cpu. We havent
 335          * spun any cpus up but lets be paranoid.
 336          */
 337         BUG_ON(boot_cpuid != smp_processor_id());
 338
 339         /* Fixup boot cpu */
 340         smp_store_cpu_info(boot_cpuid);
 341         cpu_callin_map[boot_cpuid] = 1;
 342
 343         if (smp_ops)
 344                 max_cpus = smp_ops->probe();
 345         else
 346                 max_cpus = 1;
 347
 348         smp_space_timers(max_cpus);
 349
 350         for_each_possible_cpu(cpu)
 351                 if (cpu != boot_cpuid)
 352                         smp_create_idle(cpu);
 353 }
 354
 355 void __devinit smp_prepare_boot_cpu(void)
 356 {
 357         BUG_ON(smp_processor_id() != boot_cpuid);
 358
 359         cpu_set(boot_cpuid, cpu_online_map);
 360 #ifdef CONFIG_PPC64
 361         paca[boot_cpuid].__current = current;
 362 #endif
 363         current_set[boot_cpuid] = task_thread_info(current);
 364 }
 365
 366 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 367 /* State of each CPU during hotplug phases */
 368 DEFINE_PER_CPU(int, cpu_state) = { 0 };
 369
 370 int generic_cpu_disable(void)
 371 {
 372         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 373
 374         if (cpu == boot_cpuid)
 375                 return -EBUSY;
 376
 377         cpu_clear(cpu, cpu_online_map);
 378 #ifdef CONFIG_PPC64
 379         vdso_data->processorCount--;
 380         fixup_irqs(cpu_online_map);
 381 #endif
 382         return 0;
 383 }
 384
 385 int generic_cpu_enable(unsigned int cpu)
 386 {
 387         /* Do the normal bootup if we haven't
 388          * already bootstrapped. */
 389         if (system_state != SYSTEM_RUNNING)
 390                 return -ENOSYS;
 391
 392         /* get the target out of it's holding state */
 393         per_cpu(cpu_state, cpu) = CPU_UP_PREPARE;
 394         smp_wmb();
 395
 396         while (!cpu_online(cpu))
 397                 cpu_relax();
 398
 399 #ifdef CONFIG_PPC64
 400         fixup_irqs(cpu_online_map);
 401         /* counter the irq disable in fixup_irqs */
 402         local_irq_enable();
 403 #endif
 404         return 0;
 405 }
 406
 407 void generic_cpu_die(unsigned int cpu)
 408 {
 409         int i;
 410
 411         for (i = 0; i < 100; i++) {
 412                 smp_rmb();
 413                 if (per_cpu(cpu_state, cpu) == CPU_DEAD)
 414                         return;
 415                 msleep(100);
 416         }
 417         printk(KERN_ERR "CPU%d didn't die...\n", cpu);
 418 }
 419
 420 void generic_mach_cpu_die(void)
 421 {
 422         unsigned int cpu;
 423
 424         local_irq_disable();
 425         cpu = smp_processor_id();
 426         printk(KERN_DEBUG "CPU%d offline\n", cpu);
 427         __get_cpu_var(cpu_state) = CPU_DEAD;
 428         smp_wmb();
 429         while (__get_cpu_var(cpu_state) != CPU_UP_PREPARE)
 430                 cpu_relax();
 431
 432 #ifdef CONFIG_PPC64
 433         flush_tlb_pending();
 434 #endif
 435         cpu_set(cpu, cpu_online_map);
 436         local_irq_enable();
 437 }
 438 #endif
 439
 440 static int __devinit cpu_enable(unsigned int cpu)
 441 {
 442         if (smp_ops && smp_ops->cpu_enable)
 443                 return smp_ops->cpu_enable(cpu);
 444
 445         return -ENOSYS;
 446 }
 447
 448 int __cpuinit __cpu_up(unsigned int cpu)
 449 {
 450         int c;
 451
 452         secondary_ti = current_set[cpu];
 453         if (!cpu_enable(cpu))
 454                 return 0;
 455
 456         if (smp_ops == NULL ||
 457             (smp_ops->cpu_bootable && !smp_ops->cpu_bootable(cpu)))
 458                 return -EINVAL;
 459
 460         /* Make sure callin-map entry is 0 (can be leftover a CPU
 461          * hotplug
 462          */
 463         cpu_callin_map[cpu] = 0;
 464
 465         /* The information for processor bringup must
 466          * be written out to main store before we release
 467          * the processor.
 468          */
 469         smp_mb();
 470
 471         /* wake up cpus */
 472         DBG("smp: kicking cpu %d\n", cpu);
 473         smp_ops->kick_cpu(cpu);
 474
 475         /*
 476          * wait to see if the cpu made a callin (is actually up).
 477          * use this value that I found through experimentation.
 478          * -- Cort
 479          */
 480         if (system_state < SYSTEM_RUNNING)
 481                 for (c = 50000; c && !cpu_callin_map[cpu]; c--)
 482                         udelay(100);
 483 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 484         else
 485                 /*
 486                  * CPUs can take much longer to come up in the
 487                  * hotplug case.  Wait five seconds.
 488                  */
 489                 for (c = 25; c && !cpu_callin_map[cpu]; c--) {
 490                         msleep(200);
 491                 }
 492 #endif
 493
 494         if (!cpu_callin_map[cpu]) {
 495                 printk("Processor %u is stuck.\n", cpu);
 496                 return -ENOENT;
 497         }
 498
 499         printk("Processor %u found.\n", cpu);
 500
 501         if (smp_ops->give_timebase)
 502                 smp_ops->give_timebase();
 503
 504         /* Wait until cpu puts itself in the online map */
 505         while (!cpu_online(cpu))
 506                 cpu_relax();
 507
 508         return 0;
 509 }
 510
 511
 512 /* Activate a secondary processor. */
 513 int __devinit start_secondary(void *unused)
 514 {
 515         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 516
 517         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
 518         current->active_mm = &init_mm;
 519
 520         smp_store_cpu_info(cpu);
 521         set_dec(tb_ticks_per_jiffy);
 522         preempt_disable();
 523         cpu_callin_map[cpu] = 1;
 524
 525         smp_ops->setup_cpu(cpu);
 526         if (smp_ops->take_timebase)
 527                 smp_ops->take_timebase();
 528
 529         if (system_state > SYSTEM_BOOTING)
 530                 snapshot_timebase();
 531
 532         spin_lock(&call_lock);
 533         cpu_set(cpu, cpu_online_map);
 534         spin_unlock(&call_lock);
 535
 536         local_irq_enable();
 537
 538         cpu_idle();
 539         return 0;
 540 }
 541
 542 int setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
 543 {
 544         return 0;
 545 }
 546
 547 void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
 548 {
 549         cpumask_t old_mask;
 550
 551         /* We want the setup_cpu() here to be called from CPU 0, but our
 552          * init thread may have been "borrowed" by another CPU in the meantime
 553          * se we pin us down to CPU 0 for a short while
 554          */
 555         old_mask = current->cpus_allowed;
 556         set_cpus_allowed(current, cpumask_of_cpu(boot_cpuid));
 557
 558         if (smp_ops)
 559                 smp_ops->setup_cpu(boot_cpuid);
 560
 561         set_cpus_allowed(current, old_mask);
 562
 563         snapshot_timebases();
 564
 565         dump_numa_cpu_topology();
 566 }
 567
 568 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 569 int __cpu_disable(void)
 570 {
 571         if (smp_ops->cpu_disable)
 572                 return smp_ops->cpu_disable();
 573
 574         return -ENOSYS;
 575 }
 576
 577 void __cpu_die(unsigned int cpu)
 578 {
 579         if (smp_ops->cpu_die)
 580                 smp_ops->cpu_die(cpu);
 581 }
 582 #endif