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 DEFINE_PER_CPU(cpumask_t, cpu_sibling_map) = CPU_MASK_NONE;
  65
  66 EXPORT_SYMBOL(cpu_online_map);
  67 EXPORT_SYMBOL(cpu_possible_map);
  68 EXPORT_PER_CPU_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 /*
 156  * Structure and data for smp_call_function(). This is designed to minimise
 157  * static memory requirements. It also looks cleaner.
 158  * Stolen from the i386 version.
 159  */
 160 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(call_lock);
 161
 162 static struct call_data_struct {
 163         void (*func) (void *info);
 164         void *info;
 165         atomic_t started;
 166         atomic_t finished;
 167         int wait;
 168 } *call_data;
 169
 170 /* delay of at least 8 seconds */
 171 #define SMP_CALL_TIMEOUT        8
 172
 173 /*
 174  * These functions send a 'generic call function' IPI to other online
 175  * CPUS in the system.
 176  *
 177  * [SUMMARY] Run a function on other CPUs.
 178  * <func> The function to run. This must be fast and non-blocking.
 179  * <info> An arbitrary pointer to pass to the function.
 180  * <nonatomic> currently unused.
 181  * <wait> If true, wait (atomically) until function has completed on other CPUs.
 182  * [RETURNS] 0 on success, else a negative status code. Does not return until
 183  * remote CPUs are nearly ready to execute <<func>> or are or have executed.
 184  * <map> is a cpu map of the cpus to send IPI to.
 185  *
 186  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
 187  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler.
 188  */
 189 static int __smp_call_function_map(void (*func) (void *info), void *info,
 190                                    int nonatomic, int wait, cpumask_t map)
 191 {
 192         struct call_data_struct data;
 193         int ret = -1, num_cpus;
 194         int cpu;
 195         u64 timeout;
 196
 197         if (unlikely(smp_ops == NULL))
 198                 return ret;
 199
 200         data.func = func;
 201         data.info = info;
 202         atomic_set(&data.started, 0);
 203         data.wait = wait;
 204         if (wait)
 205                 atomic_set(&data.finished, 0);
 206
 207         spin_lock(&call_lock);
 208
 209         /* remove 'self' from the map */
 210         if (cpu_isset(smp_processor_id(), map))
 211                 cpu_clear(smp_processor_id(), map);
 212
 213         /* sanity check the map, remove any non-online processors. */
 214         cpus_and(map, map, cpu_online_map);
 215
 216         num_cpus = cpus_weight(map);
 217         if (!num_cpus)
 218                 goto done;
 219
 220         call_data = &data;
 221         smp_wmb();
 222         /* Send a message to all CPUs in the map */
 223         for_each_cpu_mask(cpu, map)
 224                 smp_ops->message_pass(cpu, PPC_MSG_CALL_FUNCTION);
 225
 226         timeout = get_tb() + (u64) SMP_CALL_TIMEOUT * tb_ticks_per_sec;
 227
 228         /* Wait for indication that they have received the message */
 229         while (atomic_read(&data.started) != num_cpus) {
 230                 HMT_low();
 231                 if (get_tb() >= timeout) {
 232                         printk("smp_call_function on cpu %d: other cpus not "
 233                                 "responding (%d)\n", smp_processor_id(),
 234                                 atomic_read(&data.started));
 235                         debugger(NULL);
 236                         goto out;
 237                 }
 238         }
 239
 240         /* optionally wait for the CPUs to complete */
 241         if (wait) {
 242                 while (atomic_read(&data.finished) != num_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  done:
 257         ret = 0;
 258
 259  out:
 260         call_data = NULL;
 261         HMT_medium();
 262         spin_unlock(&call_lock);
 263         return ret;
 264 }
 265
 266 static int __smp_call_function(void (*func)(void *info), void *info,
 267                                int nonatomic, int wait)
 268 {
 269         return __smp_call_function_map(func, info, nonatomic, wait,
 270                                        cpu_online_map);
 271 }
 272
 273 int smp_call_function(void (*func) (void *info), void *info, int nonatomic,
 274                         int wait)
 275 {
 276         /* Can deadlock when called with interrupts disabled */
 277         WARN_ON(irqs_disabled());
 278
 279         return __smp_call_function(func, info, nonatomic, wait);
 280 }
 281 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function);
 282
 283 int smp_call_function_single(int cpu, void (*func) (void *info), void *info,
 284                              int nonatomic, int wait)
 285 {
 286         cpumask_t map = CPU_MASK_NONE;
 287         int ret = 0;
 288
 289         /* Can deadlock when called with interrupts disabled */
 290         WARN_ON(irqs_disabled());
 291
 292         if (!cpu_online(cpu))
 293                 return -EINVAL;
 294
 295         cpu_set(cpu, map);
 296         if (cpu != get_cpu())
 297                 ret = __smp_call_function_map(func, info, nonatomic, wait, map);
 298         else {
 299                 local_irq_disable();
 300                 func(info);
 301                 local_irq_enable();
 302         }
 303         put_cpu();
 304         return ret;
 305 }
 306 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function_single);
 307
 308 void smp_send_stop(void)
 309 {
 310         __smp_call_function(stop_this_cpu, NULL, 1, 0);
 311 }
 312
 313 void smp_call_function_interrupt(void)
 314 {
 315         void (*func) (void *info);
 316         void *info;
 317         int wait;
 318
 319         /* call_data will be NULL if the sender timed out while
 320          * waiting on us to receive the call.
 321          */
 322         if (!call_data)
 323                 return;
 324
 325         func = call_data->func;
 326         info = call_data->info;
 327         wait = call_data->wait;
 328
 329         if (!wait)
 330                 smp_mb__before_atomic_inc();
 331
 332         /*
 333          * Notify initiating CPU that I've grabbed the data and am
 334          * about to execute the function
 335          */
 336         atomic_inc(&call_data->started);
 337         /*
 338          * At this point the info structure may be out of scope unless wait==1
 339          */
 340         (*func)(info);
 341         if (wait) {
 342                 smp_mb__before_atomic_inc();
 343                 atomic_inc(&call_data->finished);
 344         }
 345 }
 346
 347 extern struct gettimeofday_struct do_gtod;
 348
 349 struct thread_info *current_set[NR_CPUS];
 350
 351 DECLARE_PER_CPU(unsigned int, pvr);
 352
 353 static void __devinit smp_store_cpu_info(int id)
 354 {
 355         per_cpu(pvr, id) = mfspr(SPRN_PVR);
 356 }
 357
 358 static void __init smp_create_idle(unsigned int cpu)
 359 {
 360         struct task_struct *p;
 361
 362         /* create a process for the processor */
 363         p = fork_idle(cpu);
 364         if (IS_ERR(p))
 365                 panic("failed fork for CPU %u: %li", cpu, PTR_ERR(p));
 366 #ifdef CONFIG_PPC64
 367         paca[cpu].__current = p;
 368 #endif
 369         current_set[cpu] = task_thread_info(p);
 370         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
 371 }
 372
 373 void __init smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
 374 {
 375         unsigned int cpu;
 376
 377         DBG("smp_prepare_cpus\n");
 378
 379         /*
 380          * setup_cpu may need to be called on the boot cpu. We havent
 381          * spun any cpus up but lets be paranoid.
 382          */
 383         BUG_ON(boot_cpuid != smp_processor_id());
 384
 385         /* Fixup boot cpu */
 386         smp_store_cpu_info(boot_cpuid);
 387         cpu_callin_map[boot_cpuid] = 1;
 388
 389         if (smp_ops)
 390                 max_cpus = smp_ops->probe();
 391         else
 392                 max_cpus = 1;
 393
 394         smp_space_timers(max_cpus);
 395
 396         for_each_possible_cpu(cpu)
 397                 if (cpu != boot_cpuid)
 398                         smp_create_idle(cpu);
 399 }
 400
 401 void __devinit smp_prepare_boot_cpu(void)
 402 {
 403         BUG_ON(smp_processor_id() != boot_cpuid);
 404
 405         cpu_set(boot_cpuid, cpu_online_map);
 406 #ifdef CONFIG_PPC64
 407         paca[boot_cpuid].__current = current;
 408 #endif
 409         current_set[boot_cpuid] = task_thread_info(current);
 410 }
 411
 412 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 413 /* State of each CPU during hotplug phases */
 414 DEFINE_PER_CPU(int, cpu_state) = { 0 };
 415
 416 int generic_cpu_disable(void)
 417 {
 418         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 419
 420         if (cpu == boot_cpuid)
 421                 return -EBUSY;
 422
 423         cpu_clear(cpu, cpu_online_map);
 424 #ifdef CONFIG_PPC64
 425         vdso_data->processorCount--;
 426         fixup_irqs(cpu_online_map);
 427 #endif
 428         return 0;
 429 }
 430
 431 int generic_cpu_enable(unsigned int cpu)
 432 {
 433         /* Do the normal bootup if we haven't
 434          * already bootstrapped. */
 435         if (system_state != SYSTEM_RUNNING)
 436                 return -ENOSYS;
 437
 438         /* get the target out of it's holding state */
 439         per_cpu(cpu_state, cpu) = CPU_UP_PREPARE;
 440         smp_wmb();
 441
 442         while (!cpu_online(cpu))
 443                 cpu_relax();
 444
 445 #ifdef CONFIG_PPC64
 446         fixup_irqs(cpu_online_map);
 447         /* counter the irq disable in fixup_irqs */
 448         local_irq_enable();
 449 #endif
 450         return 0;
 451 }
 452
 453 void generic_cpu_die(unsigned int cpu)
 454 {
 455         int i;
 456
 457         for (i = 0; i < 100; i++) {
 458                 smp_rmb();
 459                 if (per_cpu(cpu_state, cpu) == CPU_DEAD)
 460                         return;
 461                 msleep(100);
 462         }
 463         printk(KERN_ERR "CPU%d didn't die...\n", cpu);
 464 }
 465
 466 void generic_mach_cpu_die(void)
 467 {
 468         unsigned int cpu;
 469
 470         local_irq_disable();
 471         cpu = smp_processor_id();
 472         printk(KERN_DEBUG "CPU%d offline\n", cpu);
 473         __get_cpu_var(cpu_state) = CPU_DEAD;
 474         smp_wmb();
 475         while (__get_cpu_var(cpu_state) != CPU_UP_PREPARE)
 476                 cpu_relax();
 477         cpu_set(cpu, cpu_online_map);
 478         local_irq_enable();
 479 }
 480 #endif
 481
 482 static int __devinit cpu_enable(unsigned int cpu)
 483 {
 484         if (smp_ops && smp_ops->cpu_enable)
 485                 return smp_ops->cpu_enable(cpu);
 486
 487         return -ENOSYS;
 488 }
 489
 490 int __cpuinit __cpu_up(unsigned int cpu)
 491 {
 492         int c;
 493
 494         secondary_ti = current_set[cpu];
 495         if (!cpu_enable(cpu))
 496                 return 0;
 497
 498         if (smp_ops == NULL ||
 499             (smp_ops->cpu_bootable && !smp_ops->cpu_bootable(cpu)))
 500                 return -EINVAL;
 501
 502         /* Make sure callin-map entry is 0 (can be leftover a CPU
 503          * hotplug
 504          */
 505         cpu_callin_map[cpu] = 0;
 506
 507         /* The information for processor bringup must
 508          * be written out to main store before we release
 509          * the processor.
 510          */
 511         smp_mb();
 512
 513         /* wake up cpus */
 514         DBG("smp: kicking cpu %d\n", cpu);
 515         smp_ops->kick_cpu(cpu);
 516
 517         /*
 518          * wait to see if the cpu made a callin (is actually up).
 519          * use this value that I found through experimentation.
 520          * -- Cort
 521          */
 522         if (system_state < SYSTEM_RUNNING)
 523                 for (c = 50000; c && !cpu_callin_map[cpu]; c--)
 524                         udelay(100);
 525 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 526         else
 527                 /*
 528                  * CPUs can take much longer to come up in the
 529                  * hotplug case.  Wait five seconds.
 530                  */
 531                 for (c = 25; c && !cpu_callin_map[cpu]; c--) {
 532                         msleep(200);
 533                 }
 534 #endif
 535
 536         if (!cpu_callin_map[cpu]) {
 537                 printk("Processor %u is stuck.\n", cpu);
 538                 return -ENOENT;
 539         }
 540
 541         printk("Processor %u found.\n", cpu);
 542
 543         if (smp_ops->give_timebase)
 544                 smp_ops->give_timebase();
 545
 546         /* Wait until cpu puts itself in the online map */
 547         while (!cpu_online(cpu))
 548                 cpu_relax();
 549
 550         return 0;
 551 }
 552
 553
 554 /* Activate a secondary processor. */
 555 int __devinit start_secondary(void *unused)
 556 {
 557         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 558
 559         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
 560         current->active_mm = &init_mm;
 561
 562         smp_store_cpu_info(cpu);
 563         set_dec(tb_ticks_per_jiffy);
 564         preempt_disable();
 565         cpu_callin_map[cpu] = 1;
 566
 567         smp_ops->setup_cpu(cpu);
 568         if (smp_ops->take_timebase)
 569                 smp_ops->take_timebase();
 570
 571         if (system_state > SYSTEM_BOOTING)
 572                 snapshot_timebase();
 573
 574         secondary_cpu_time_init();
 575
 576         spin_lock(&call_lock);
 577         cpu_set(cpu, cpu_online_map);
 578         spin_unlock(&call_lock);
 579
 580         local_irq_enable();
 581
 582         cpu_idle();
 583         return 0;
 584 }
 585
 586 int setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
 587 {
 588         return 0;
 589 }
 590
 591 void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
 592 {
 593         cpumask_t old_mask;
 594
 595         /* We want the setup_cpu() here to be called from CPU 0, but our
 596          * init thread may have been "borrowed" by another CPU in the meantime
 597          * se we pin us down to CPU 0 for a short while
 598          */
 599         old_mask = current->cpus_allowed;
 600         set_cpus_allowed(current, cpumask_of_cpu(boot_cpuid));
 601
 602         if (smp_ops)
 603                 smp_ops->setup_cpu(boot_cpuid);
 604
 605         set_cpus_allowed(current, old_mask);
 606
 607         snapshot_timebases();
 608
 609         dump_numa_cpu_topology();
 610 }
 611
 612 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 613 int __cpu_disable(void)
 614 {
 615         if (smp_ops->cpu_disable)
 616                 return smp_ops->cpu_disable();
 617
 618         return -ENOSYS;
 619 }
 620
 621 void __cpu_die(unsigned int cpu)
 622 {
 623         if (smp_ops->cpu_die)
 624                 smp_ops->cpu_die(cpu);
 625 }
 626 #endif