Merge branch 'linus' into x86/urgent
[pandora-kernel.git] / arch / x86 / mach-voyager / voyager_smp.c
1 /* -*- mode: c; c-basic-offset: 8 -*- */
2
3 /* Copyright (C) 1999,2001
4  *
5  * Author: J.E.J.Bottomley@HansenPartnership.com
6  *
7  * This file provides all the same external entries as smp.c but uses
8  * the voyager hal to provide the functionality
9  */
10 #include <linux/module.h>
11 #include <linux/mm.h>
12 #include <linux/kernel_stat.h>
13 #include <linux/delay.h>
14 #include <linux/mc146818rtc.h>
15 #include <linux/cache.h>
16 #include <linux/interrupt.h>
17 #include <linux/init.h>
18 #include <linux/kernel.h>
19 #include <linux/bootmem.h>
20 #include <linux/completion.h>
21 #include <asm/desc.h>
22 #include <asm/voyager.h>
23 #include <asm/vic.h>
24 #include <asm/mtrr.h>
25 #include <asm/pgalloc.h>
26 #include <asm/tlbflush.h>
27 #include <asm/arch_hooks.h>
28 #include <asm/trampoline.h>
29
30 /* TLB state -- visible externally, indexed physically */
31 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct tlb_state, cpu_tlbstate) = { &init_mm, 0 };
32
33 /* CPU IRQ affinity -- set to all ones initially */
34 static unsigned long cpu_irq_affinity[NR_CPUS] __cacheline_aligned =
35         {[0 ... NR_CPUS-1]  = ~0UL };
36
37 /* per CPU data structure (for /proc/cpuinfo et al), visible externally
38  * indexed physically */
39 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct cpuinfo_x86, cpu_info);
40 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(cpu_info);
41
42 /* physical ID of the CPU used to boot the system */
43 unsigned char boot_cpu_id;
44
45 /* The memory line addresses for the Quad CPIs */
46 struct voyager_qic_cpi *voyager_quad_cpi_addr[NR_CPUS] __cacheline_aligned;
47
48 /* The masks for the Extended VIC processors, filled in by cat_init */
49 __u32 voyager_extended_vic_processors = 0;
50
51 /* Masks for the extended Quad processors which cannot be VIC booted */
52 __u32 voyager_allowed_boot_processors = 0;
53
54 /* The mask for the Quad Processors (both extended and non-extended) */
55 __u32 voyager_quad_processors = 0;
56
57 /* Total count of live CPUs, used in process.c to display
58  * the CPU information and in irq.c for the per CPU irq
59  * activity count.  Finally exported by i386_ksyms.c */
60 static int voyager_extended_cpus = 1;
61
62 /* Used for the invalidate map that's also checked in the spinlock */
63 static volatile unsigned long smp_invalidate_needed;
64
65 /* Bitmask of currently online CPUs - used by setup.c for
66    /proc/cpuinfo, visible externally but still physical */
67 cpumask_t cpu_online_map = CPU_MASK_NONE;
68 EXPORT_SYMBOL(cpu_online_map);
69
70 /* Bitmask of CPUs present in the system - exported by i386_syms.c, used
71  * by scheduler but indexed physically */
72 cpumask_t phys_cpu_present_map = CPU_MASK_NONE;
73
74 /* The internal functions */
75 static void send_CPI(__u32 cpuset, __u8 cpi);
76 static void ack_CPI(__u8 cpi);
77 static int ack_QIC_CPI(__u8 cpi);
78 static void ack_special_QIC_CPI(__u8 cpi);
79 static void ack_VIC_CPI(__u8 cpi);
80 static void send_CPI_allbutself(__u8 cpi);
81 static void mask_vic_irq(unsigned int irq);
82 static void unmask_vic_irq(unsigned int irq);
83 static unsigned int startup_vic_irq(unsigned int irq);
84 static void enable_local_vic_irq(unsigned int irq);
85 static void disable_local_vic_irq(unsigned int irq);
86 static void before_handle_vic_irq(unsigned int irq);
87 static void after_handle_vic_irq(unsigned int irq);
88 static void set_vic_irq_affinity(unsigned int irq, cpumask_t mask);
89 static void ack_vic_irq(unsigned int irq);
90 static void vic_enable_cpi(void);
91 static void do_boot_cpu(__u8 cpuid);
92 static void do_quad_bootstrap(void);
93
94 int hard_smp_processor_id(void);
95 int safe_smp_processor_id(void);
96
97 /* Inline functions */
98 static inline void send_one_QIC_CPI(__u8 cpu, __u8 cpi)
99 {
100         voyager_quad_cpi_addr[cpu]->qic_cpi[cpi].cpi =
101             (smp_processor_id() << 16) + cpi;
102 }
103
104 static inline void send_QIC_CPI(__u32 cpuset, __u8 cpi)
105 {
106         int cpu;
107
108         for_each_online_cpu(cpu) {
109                 if (cpuset & (1 << cpu)) {
110 #ifdef VOYAGER_DEBUG
111                         if (!cpu_online(cpu))
112                                 VDEBUG(("CPU%d sending cpi %d to CPU%d not in "
113                                         "cpu_online_map\n",
114                                         hard_smp_processor_id(), cpi, cpu));
115 #endif
116                         send_one_QIC_CPI(cpu, cpi - QIC_CPI_OFFSET);
117                 }
118         }
119 }
120
121 static inline void wrapper_smp_local_timer_interrupt(void)
122 {
123         irq_enter();
124         smp_local_timer_interrupt();
125         irq_exit();
126 }
127
128 static inline void send_one_CPI(__u8 cpu, __u8 cpi)
129 {
130         if (voyager_quad_processors & (1 << cpu))
131                 send_one_QIC_CPI(cpu, cpi - QIC_CPI_OFFSET);
132         else
133                 send_CPI(1 << cpu, cpi);
134 }
135
136 static inline void send_CPI_allbutself(__u8 cpi)
137 {
138         __u8 cpu = smp_processor_id();
139         __u32 mask = cpus_addr(cpu_online_map)[0] & ~(1 << cpu);
140         send_CPI(mask, cpi);
141 }
142
143 static inline int is_cpu_quad(void)
144 {
145         __u8 cpumask = inb(VIC_PROC_WHO_AM_I);
146         return ((cpumask & QUAD_IDENTIFIER) == QUAD_IDENTIFIER);
147 }
148
149 static inline int is_cpu_extended(void)
150 {
151         __u8 cpu = hard_smp_processor_id();
152
153         return (voyager_extended_vic_processors & (1 << cpu));
154 }
155
156 static inline int is_cpu_vic_boot(void)
157 {
158         __u8 cpu = hard_smp_processor_id();
159
160         return (voyager_extended_vic_processors
161                 & voyager_allowed_boot_processors & (1 << cpu));
162 }
163
164 static inline void ack_CPI(__u8 cpi)
165 {
166         switch (cpi) {
167         case VIC_CPU_BOOT_CPI:
168                 if (is_cpu_quad() && !is_cpu_vic_boot())
169                         ack_QIC_CPI(cpi);
170                 else
171                         ack_VIC_CPI(cpi);
172                 break;
173         case VIC_SYS_INT:
174         case VIC_CMN_INT:
175                 /* These are slightly strange.  Even on the Quad card,
176                  * They are vectored as VIC CPIs */
177                 if (is_cpu_quad())
178                         ack_special_QIC_CPI(cpi);
179                 else
180                         ack_VIC_CPI(cpi);
181                 break;
182         default:
183                 printk("VOYAGER ERROR: CPI%d is in common CPI code\n", cpi);
184                 break;
185         }
186 }
187
188 /* local variables */
189
190 /* The VIC IRQ descriptors -- these look almost identical to the
191  * 8259 IRQs except that masks and things must be kept per processor
192  */
193 static struct irq_chip vic_chip = {
194         .name = "VIC",
195         .startup = startup_vic_irq,
196         .mask = mask_vic_irq,
197         .unmask = unmask_vic_irq,
198         .set_affinity = set_vic_irq_affinity,
199 };
200
201 /* used to count up as CPUs are brought on line (starts at 0) */
202 static int cpucount = 0;
203
204 /* The per cpu profile stuff - used in smp_local_timer_interrupt */
205 static DEFINE_PER_CPU(int, prof_multiplier) = 1;
206 static DEFINE_PER_CPU(int, prof_old_multiplier) = 1;
207 static DEFINE_PER_CPU(int, prof_counter) = 1;
208
209 /* the map used to check if a CPU has booted */
210 static __u32 cpu_booted_map;
211
212 /* the synchronize flag used to hold all secondary CPUs spinning in
213  * a tight loop until the boot sequence is ready for them */
214 static cpumask_t smp_commenced_mask = CPU_MASK_NONE;
215
216 /* This is for the new dynamic CPU boot code */
217 cpumask_t cpu_callin_map = CPU_MASK_NONE;
218 cpumask_t cpu_callout_map = CPU_MASK_NONE;
219 cpumask_t cpu_possible_map = CPU_MASK_NONE;
220 EXPORT_SYMBOL(cpu_possible_map);
221
222 /* The per processor IRQ masks (these are usually kept in sync) */
223 static __u16 vic_irq_mask[NR_CPUS] __cacheline_aligned;
224
225 /* the list of IRQs to be enabled by the VIC_ENABLE_IRQ_CPI */
226 static __u16 vic_irq_enable_mask[NR_CPUS] __cacheline_aligned = { 0 };
227
228 /* Lock for enable/disable of VIC interrupts */
229 static __cacheline_aligned DEFINE_SPINLOCK(vic_irq_lock);
230
231 /* The boot processor is correctly set up in PC mode when it
232  * comes up, but the secondaries need their master/slave 8259
233  * pairs initializing correctly */
234
235 /* Interrupt counters (per cpu) and total - used to try to
236  * even up the interrupt handling routines */
237 static long vic_intr_total = 0;
238 static long vic_intr_count[NR_CPUS] __cacheline_aligned = { 0 };
239 static unsigned long vic_tick[NR_CPUS] __cacheline_aligned = { 0 };
240
241 /* Since we can only use CPI0, we fake all the other CPIs */
242 static unsigned long vic_cpi_mailbox[NR_CPUS] __cacheline_aligned;
243
244 /* debugging routine to read the isr of the cpu's pic */
245 static inline __u16 vic_read_isr(void)
246 {
247         __u16 isr;
248
249         outb(0x0b, 0xa0);
250         isr = inb(0xa0) << 8;
251         outb(0x0b, 0x20);
252         isr |= inb(0x20);
253
254         return isr;
255 }
256
257 static __init void qic_setup(void)
258 {
259         if (!is_cpu_quad()) {
260                 /* not a quad, no setup */
261                 return;
262         }
263         outb(QIC_DEFAULT_MASK0, QIC_MASK_REGISTER0);
264         outb(QIC_CPI_ENABLE, QIC_MASK_REGISTER1);
265
266         if (is_cpu_extended()) {
267                 /* the QIC duplicate of the VIC base register */
268                 outb(VIC_DEFAULT_CPI_BASE, QIC_VIC_CPI_BASE_REGISTER);
269                 outb(QIC_DEFAULT_CPI_BASE, QIC_CPI_BASE_REGISTER);
270
271                 /* FIXME: should set up the QIC timer and memory parity
272                  * error vectors here */
273         }
274 }
275
276 static __init void vic_setup_pic(void)
277 {
278         outb(1, VIC_REDIRECT_REGISTER_1);
279         /* clear the claim registers for dynamic routing */
280         outb(0, VIC_CLAIM_REGISTER_0);
281         outb(0, VIC_CLAIM_REGISTER_1);
282
283         outb(0, VIC_PRIORITY_REGISTER);
284         /* Set the Primary and Secondary Microchannel vector
285          * bases to be the same as the ordinary interrupts
286          *
287          * FIXME: This would be more efficient using separate
288          * vectors. */
289         outb(FIRST_EXTERNAL_VECTOR, VIC_PRIMARY_MC_BASE);
290         outb(FIRST_EXTERNAL_VECTOR, VIC_SECONDARY_MC_BASE);
291         /* Now initiallise the master PIC belonging to this CPU by
292          * sending the four ICWs */
293
294         /* ICW1: level triggered, ICW4 needed */
295         outb(0x19, 0x20);
296
297         /* ICW2: vector base */
298         outb(FIRST_EXTERNAL_VECTOR, 0x21);
299
300         /* ICW3: slave at line 2 */
301         outb(0x04, 0x21);
302
303         /* ICW4: 8086 mode */
304         outb(0x01, 0x21);
305
306         /* now the same for the slave PIC */
307
308         /* ICW1: level trigger, ICW4 needed */
309         outb(0x19, 0xA0);
310
311         /* ICW2: slave vector base */
312         outb(FIRST_EXTERNAL_VECTOR + 8, 0xA1);
313
314         /* ICW3: slave ID */
315         outb(0x02, 0xA1);
316
317         /* ICW4: 8086 mode */
318         outb(0x01, 0xA1);
319 }
320
321 static void do_quad_bootstrap(void)
322 {
323         if (is_cpu_quad() && is_cpu_vic_boot()) {
324                 int i;
325                 unsigned long flags;
326                 __u8 cpuid = hard_smp_processor_id();
327
328                 local_irq_save(flags);
329
330                 for (i = 0; i < 4; i++) {
331                         /* FIXME: this would be >>3 &0x7 on the 32 way */
332                         if (((cpuid >> 2) & 0x03) == i)
333                                 /* don't lower our own mask! */
334                                 continue;
335
336                         /* masquerade as local Quad CPU */
337                         outb(QIC_CPUID_ENABLE | i, QIC_PROCESSOR_ID);
338                         /* enable the startup CPI */
339                         outb(QIC_BOOT_CPI_MASK, QIC_MASK_REGISTER1);
340                         /* restore cpu id */
341                         outb(0, QIC_PROCESSOR_ID);
342                 }
343                 local_irq_restore(flags);
344         }
345 }
346
347 /* Set up all the basic stuff: read the SMP config and make all the
348  * SMP information reflect only the boot cpu.  All others will be
349  * brought on-line later. */
350 void __init find_smp_config(void)
351 {
352         int i;
353
354         boot_cpu_id = hard_smp_processor_id();
355
356         printk("VOYAGER SMP: Boot cpu is %d\n", boot_cpu_id);
357
358         /* initialize the CPU structures (moved from smp_boot_cpus) */
359         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++) {
360                 cpu_irq_affinity[i] = ~0;
361         }
362         cpu_online_map = cpumask_of_cpu(boot_cpu_id);
363
364         /* The boot CPU must be extended */
365         voyager_extended_vic_processors = 1 << boot_cpu_id;
366         /* initially, all of the first 8 CPUs can boot */
367         voyager_allowed_boot_processors = 0xff;
368         /* set up everything for just this CPU, we can alter
369          * this as we start the other CPUs later */
370         /* now get the CPU disposition from the extended CMOS */
371         cpus_addr(phys_cpu_present_map)[0] =
372             voyager_extended_cmos_read(VOYAGER_PROCESSOR_PRESENT_MASK);
373         cpus_addr(phys_cpu_present_map)[0] |=
374             voyager_extended_cmos_read(VOYAGER_PROCESSOR_PRESENT_MASK + 1) << 8;
375         cpus_addr(phys_cpu_present_map)[0] |=
376             voyager_extended_cmos_read(VOYAGER_PROCESSOR_PRESENT_MASK +
377                                        2) << 16;
378         cpus_addr(phys_cpu_present_map)[0] |=
379             voyager_extended_cmos_read(VOYAGER_PROCESSOR_PRESENT_MASK +
380                                        3) << 24;
381         cpu_possible_map = phys_cpu_present_map;
382         printk("VOYAGER SMP: phys_cpu_present_map = 0x%lx\n",
383                cpus_addr(phys_cpu_present_map)[0]);
384         /* Here we set up the VIC to enable SMP */
385         /* enable the CPIs by writing the base vector to their register */
386         outb(VIC_DEFAULT_CPI_BASE, VIC_CPI_BASE_REGISTER);
387         outb(1, VIC_REDIRECT_REGISTER_1);
388         /* set the claim registers for static routing --- Boot CPU gets
389          * all interrupts untill all other CPUs started */
390         outb(0xff, VIC_CLAIM_REGISTER_0);
391         outb(0xff, VIC_CLAIM_REGISTER_1);
392         /* Set the Primary and Secondary Microchannel vector
393          * bases to be the same as the ordinary interrupts
394          *
395          * FIXME: This would be more efficient using separate
396          * vectors. */
397         outb(FIRST_EXTERNAL_VECTOR, VIC_PRIMARY_MC_BASE);
398         outb(FIRST_EXTERNAL_VECTOR, VIC_SECONDARY_MC_BASE);
399
400         /* Finally tell the firmware that we're driving */
401         outb(inb(VOYAGER_SUS_IN_CONTROL_PORT) | VOYAGER_IN_CONTROL_FLAG,
402              VOYAGER_SUS_IN_CONTROL_PORT);
403
404         current_thread_info()->cpu = boot_cpu_id;
405         x86_write_percpu(cpu_number, boot_cpu_id);
406 }
407
408 /*
409  *      The bootstrap kernel entry code has set these up. Save them
410  *      for a given CPU, id is physical */
411 void __init smp_store_cpu_info(int id)
412 {
413         struct cpuinfo_x86 *c = &cpu_data(id);
414
415         *c = boot_cpu_data;
416
417         identify_secondary_cpu(c);
418 }
419
420 /* Routine initially called when a non-boot CPU is brought online */
421 static void __init start_secondary(void *unused)
422 {
423         __u8 cpuid = hard_smp_processor_id();
424
425         cpu_init();
426
427         /* OK, we're in the routine */
428         ack_CPI(VIC_CPU_BOOT_CPI);
429
430         /* setup the 8259 master slave pair belonging to this CPU ---
431          * we won't actually receive any until the boot CPU
432          * relinquishes it's static routing mask */
433         vic_setup_pic();
434
435         qic_setup();
436
437         if (is_cpu_quad() && !is_cpu_vic_boot()) {
438                 /* clear the boot CPI */
439                 __u8 dummy;
440
441                 dummy =
442                     voyager_quad_cpi_addr[cpuid]->qic_cpi[VIC_CPU_BOOT_CPI].cpi;
443                 printk("read dummy %d\n", dummy);
444         }
445
446         /* lower the mask to receive CPIs */
447         vic_enable_cpi();
448
449         VDEBUG(("VOYAGER SMP: CPU%d, stack at about %p\n", cpuid, &cpuid));
450
451         /* enable interrupts */
452         local_irq_enable();
453
454         /* get our bogomips */
455         calibrate_delay();
456
457         /* save our processor parameters */
458         smp_store_cpu_info(cpuid);
459
460         /* if we're a quad, we may need to bootstrap other CPUs */
461         do_quad_bootstrap();
462
463         /* FIXME: this is rather a poor hack to prevent the CPU
464          * activating softirqs while it's supposed to be waiting for
465          * permission to proceed.  Without this, the new per CPU stuff
466          * in the softirqs will fail */
467         local_irq_disable();
468         cpu_set(cpuid, cpu_callin_map);
469
470         /* signal that we're done */
471         cpu_booted_map = 1;
472
473         while (!cpu_isset(cpuid, smp_commenced_mask))
474                 rep_nop();
475         local_irq_enable();
476
477         local_flush_tlb();
478
479         cpu_set(cpuid, cpu_online_map);
480         wmb();
481         cpu_idle();
482 }
483
484 /* Routine to kick start the given CPU and wait for it to report ready
485  * (or timeout in startup).  When this routine returns, the requested
486  * CPU is either fully running and configured or known to be dead.
487  *
488  * We call this routine sequentially 1 CPU at a time, so no need for
489  * locking */
490
491 static void __init do_boot_cpu(__u8 cpu)
492 {
493         struct task_struct *idle;
494         int timeout;
495         unsigned long flags;
496         int quad_boot = (1 << cpu) & voyager_quad_processors
497             & ~(voyager_extended_vic_processors
498                 & voyager_allowed_boot_processors);
499
500         /* This is the format of the CPI IDT gate (in real mode) which
501          * we're hijacking to boot the CPU */
502         union IDTFormat {
503                 struct seg {
504                         __u16 Offset;
505                         __u16 Segment;
506                 } idt;
507                 __u32 val;
508         } hijack_source;
509
510         __u32 *hijack_vector;
511         __u32 start_phys_address = setup_trampoline();
512
513         /* There's a clever trick to this: The linux trampoline is
514          * compiled to begin at absolute location zero, so make the
515          * address zero but have the data segment selector compensate
516          * for the actual address */
517         hijack_source.idt.Offset = start_phys_address & 0x000F;
518         hijack_source.idt.Segment = (start_phys_address >> 4) & 0xFFFF;
519
520         cpucount++;
521         alternatives_smp_switch(1);
522
523         idle = fork_idle(cpu);
524         if (IS_ERR(idle))
525                 panic("failed fork for CPU%d", cpu);
526         idle->thread.ip = (unsigned long)start_secondary;
527         /* init_tasks (in sched.c) is indexed logically */
528         stack_start.sp = (void *)idle->thread.sp;
529
530         init_gdt(cpu);
531         per_cpu(current_task, cpu) = idle;
532         early_gdt_descr.address = (unsigned long)get_cpu_gdt_table(cpu);
533         irq_ctx_init(cpu);
534
535         /* Note: Don't modify initial ss override */
536         VDEBUG(("VOYAGER SMP: Booting CPU%d at 0x%lx[%x:%x], stack %p\n", cpu,
537                 (unsigned long)hijack_source.val, hijack_source.idt.Segment,
538                 hijack_source.idt.Offset, stack_start.sp));
539
540         /* init lowmem identity mapping */
541         clone_pgd_range(swapper_pg_dir, swapper_pg_dir + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
542                         min_t(unsigned long, KERNEL_PGD_PTRS, KERNEL_PGD_BOUNDARY));
543         flush_tlb_all();
544
545         if (quad_boot) {
546                 printk("CPU %d: non extended Quad boot\n", cpu);
547                 hijack_vector =
548                     (__u32 *)
549                     phys_to_virt((VIC_CPU_BOOT_CPI + QIC_DEFAULT_CPI_BASE) * 4);
550                 *hijack_vector = hijack_source.val;
551         } else {
552                 printk("CPU%d: extended VIC boot\n", cpu);
553                 hijack_vector =
554                     (__u32 *)
555                     phys_to_virt((VIC_CPU_BOOT_CPI + VIC_DEFAULT_CPI_BASE) * 4);
556                 *hijack_vector = hijack_source.val;
557                 /* VIC errata, may also receive interrupt at this address */
558                 hijack_vector =
559                     (__u32 *)
560                     phys_to_virt((VIC_CPU_BOOT_ERRATA_CPI +
561                                   VIC_DEFAULT_CPI_BASE) * 4);
562                 *hijack_vector = hijack_source.val;
563         }
564         /* All non-boot CPUs start with interrupts fully masked.  Need
565          * to lower the mask of the CPI we're about to send.  We do
566          * this in the VIC by masquerading as the processor we're
567          * about to boot and lowering its interrupt mask */
568         local_irq_save(flags);
569         if (quad_boot) {
570                 send_one_QIC_CPI(cpu, VIC_CPU_BOOT_CPI);
571         } else {
572                 outb(VIC_CPU_MASQUERADE_ENABLE | cpu, VIC_PROCESSOR_ID);
573                 /* here we're altering registers belonging to `cpu' */
574
575                 outb(VIC_BOOT_INTERRUPT_MASK, 0x21);
576                 /* now go back to our original identity */
577                 outb(boot_cpu_id, VIC_PROCESSOR_ID);
578
579                 /* and boot the CPU */
580
581                 send_CPI((1 << cpu), VIC_CPU_BOOT_CPI);
582         }
583         cpu_booted_map = 0;
584         local_irq_restore(flags);
585
586         /* now wait for it to become ready (or timeout) */
587         for (timeout = 0; timeout < 50000; timeout++) {
588                 if (cpu_booted_map)
589                         break;
590                 udelay(100);
591         }
592         /* reset the page table */
593         zap_low_mappings();
594
595         if (cpu_booted_map) {
596                 VDEBUG(("CPU%d: Booted successfully, back in CPU %d\n",
597                         cpu, smp_processor_id()));
598
599                 printk("CPU%d: ", cpu);
600                 print_cpu_info(&cpu_data(cpu));
601                 wmb();
602                 cpu_set(cpu, cpu_callout_map);
603                 cpu_set(cpu, cpu_present_map);
604         } else {
605                 printk("CPU%d FAILED TO BOOT: ", cpu);
606                 if (*
607                     ((volatile unsigned char *)phys_to_virt(start_phys_address))
608                     == 0xA5)
609                         printk("Stuck.\n");
610                 else
611                         printk("Not responding.\n");
612
613                 cpucount--;
614         }
615 }
616
617 void __init smp_boot_cpus(void)
618 {
619         int i;
620
621         /* CAT BUS initialisation must be done after the memory */
622         /* FIXME: The L4 has a catbus too, it just needs to be
623          * accessed in a totally different way */
624         if (voyager_level == 5) {
625                 voyager_cat_init();
626
627                 /* now that the cat has probed the Voyager System Bus, sanity
628                  * check the cpu map */
629                 if (((voyager_quad_processors | voyager_extended_vic_processors)
630                      & cpus_addr(phys_cpu_present_map)[0]) !=
631                     cpus_addr(phys_cpu_present_map)[0]) {
632                         /* should panic */
633                         printk("\n\n***WARNING*** "
634                                "Sanity check of CPU present map FAILED\n");
635                 }
636         } else if (voyager_level == 4)
637                 voyager_extended_vic_processors =
638                     cpus_addr(phys_cpu_present_map)[0];
639
640         /* this sets up the idle task to run on the current cpu */
641         voyager_extended_cpus = 1;
642         /* Remove the global_irq_holder setting, it triggers a BUG() on
643          * schedule at the moment */
644         //global_irq_holder = boot_cpu_id;
645
646         /* FIXME: Need to do something about this but currently only works
647          * on CPUs with a tsc which none of mine have.
648          smp_tune_scheduling();
649          */
650         smp_store_cpu_info(boot_cpu_id);
651         printk("CPU%d: ", boot_cpu_id);
652         print_cpu_info(&cpu_data(boot_cpu_id));
653
654         if (is_cpu_quad()) {
655                 /* booting on a Quad CPU */
656                 printk("VOYAGER SMP: Boot CPU is Quad\n");
657                 qic_setup();
658                 do_quad_bootstrap();
659         }
660
661         /* enable our own CPIs */
662         vic_enable_cpi();
663
664         cpu_set(boot_cpu_id, cpu_online_map);
665         cpu_set(boot_cpu_id, cpu_callout_map);
666
667         /* loop over all the extended VIC CPUs and boot them.  The
668          * Quad CPUs must be bootstrapped by their extended VIC cpu */
669         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++) {
670                 if (i == boot_cpu_id || !cpu_isset(i, phys_cpu_present_map))
671                         continue;
672                 do_boot_cpu(i);
673                 /* This udelay seems to be needed for the Quad boots
674                  * don't remove unless you know what you're doing */
675                 udelay(1000);
676         }
677         /* we could compute the total bogomips here, but why bother?,
678          * Code added from smpboot.c */
679         {
680                 unsigned long bogosum = 0;
681
682                 for_each_online_cpu(i)
683                         bogosum += cpu_data(i).loops_per_jiffy;
684                 printk(KERN_INFO "Total of %d processors activated "
685                        "(%lu.%02lu BogoMIPS).\n",
686                        cpucount + 1, bogosum / (500000 / HZ),
687                        (bogosum / (5000 / HZ)) % 100);
688         }
689         voyager_extended_cpus = hweight32(voyager_extended_vic_processors);
690         printk("VOYAGER: Extended (interrupt handling CPUs): "
691                "%d, non-extended: %d\n", voyager_extended_cpus,
692                num_booting_cpus() - voyager_extended_cpus);
693         /* that's it, switch to symmetric mode */
694         outb(0, VIC_PRIORITY_REGISTER);
695         outb(0, VIC_CLAIM_REGISTER_0);
696         outb(0, VIC_CLAIM_REGISTER_1);
697
698         VDEBUG(("VOYAGER SMP: Booted with %d CPUs\n", num_booting_cpus()));
699 }
700
701 /* Reload the secondary CPUs task structure (this function does not
702  * return ) */
703 void __init initialize_secondary(void)
704 {
705 #if 0
706         // AC kernels only
707         set_current(hard_get_current());
708 #endif
709
710         /*
711          * We don't actually need to load the full TSS,
712          * basically just the stack pointer and the eip.
713          */
714
715         asm volatile ("movl %0,%%esp\n\t"
716                       "jmp *%1"::"r" (current->thread.sp),
717                       "r"(current->thread.ip));
718 }
719
720 /* handle a Voyager SYS_INT -- If we don't, the base board will
721  * panic the system.
722  *
723  * System interrupts occur because some problem was detected on the
724  * various busses.  To find out what you have to probe all the
725  * hardware via the CAT bus.  FIXME: At the moment we do nothing. */
726 void smp_vic_sys_interrupt(struct pt_regs *regs)
727 {
728         ack_CPI(VIC_SYS_INT);
729         printk("Voyager SYSTEM INTERRUPT\n");
730 }
731
732 /* Handle a voyager CMN_INT; These interrupts occur either because of
733  * a system status change or because a single bit memory error
734  * occurred.  FIXME: At the moment, ignore all this. */
735 void smp_vic_cmn_interrupt(struct pt_regs *regs)
736 {
737         static __u8 in_cmn_int = 0;
738         static DEFINE_SPINLOCK(cmn_int_lock);
739
740         /* common ints are broadcast, so make sure we only do this once */
741         _raw_spin_lock(&cmn_int_lock);
742         if (in_cmn_int)
743                 goto unlock_end;
744
745         in_cmn_int++;
746         _raw_spin_unlock(&cmn_int_lock);
747
748         VDEBUG(("Voyager COMMON INTERRUPT\n"));
749
750         if (voyager_level == 5)
751                 voyager_cat_do_common_interrupt();
752
753         _raw_spin_lock(&cmn_int_lock);
754         in_cmn_int = 0;
755       unlock_end:
756         _raw_spin_unlock(&cmn_int_lock);
757         ack_CPI(VIC_CMN_INT);
758 }
759
760 /*
761  * Reschedule call back. Nothing to do, all the work is done
762  * automatically when we return from the interrupt.  */
763 static void smp_reschedule_interrupt(void)
764 {
765         /* do nothing */
766 }
767
768 static struct mm_struct *flush_mm;
769 static unsigned long flush_va;
770 static DEFINE_SPINLOCK(tlbstate_lock);
771
772 /*
773  * We cannot call mmdrop() because we are in interrupt context,
774  * instead update mm->cpu_vm_mask.
775  *
776  * We need to reload %cr3 since the page tables may be going
777  * away from under us..
778  */
779 static inline void voyager_leave_mm(unsigned long cpu)
780 {
781         if (per_cpu(cpu_tlbstate, cpu).state == TLBSTATE_OK)
782                 BUG();
783         cpu_clear(cpu, per_cpu(cpu_tlbstate, cpu).active_mm->cpu_vm_mask);
784         load_cr3(swapper_pg_dir);
785 }
786
787 /*
788  * Invalidate call-back
789  */
790 static void smp_invalidate_interrupt(void)
791 {
792         __u8 cpu = smp_processor_id();
793
794         if (!test_bit(cpu, &smp_invalidate_needed))
795                 return;
796         /* This will flood messages.  Don't uncomment unless you see
797          * Problems with cross cpu invalidation
798          VDEBUG(("VOYAGER SMP: CPU%d received INVALIDATE_CPI\n",
799          smp_processor_id()));
800          */
801
802         if (flush_mm == per_cpu(cpu_tlbstate, cpu).active_mm) {
803                 if (per_cpu(cpu_tlbstate, cpu).state == TLBSTATE_OK) {
804                         if (flush_va == TLB_FLUSH_ALL)
805                                 local_flush_tlb();
806                         else
807                                 __flush_tlb_one(flush_va);
808                 } else
809                         voyager_leave_mm(cpu);
810         }
811         smp_mb__before_clear_bit();
812         clear_bit(cpu, &smp_invalidate_needed);
813         smp_mb__after_clear_bit();
814 }
815
816 /* All the new flush operations for 2.4 */
817
818 /* This routine is called with a physical cpu mask */
819 static void
820 voyager_flush_tlb_others(unsigned long cpumask, struct mm_struct *mm,
821                          unsigned long va)
822 {
823         int stuck = 50000;
824
825         if (!cpumask)
826                 BUG();
827         if ((cpumask & cpus_addr(cpu_online_map)[0]) != cpumask)
828                 BUG();
829         if (cpumask & (1 << smp_processor_id()))
830                 BUG();
831         if (!mm)
832                 BUG();
833
834         spin_lock(&tlbstate_lock);
835
836         flush_mm = mm;
837         flush_va = va;
838         atomic_set_mask(cpumask, &smp_invalidate_needed);
839         /*
840          * We have to send the CPI only to
841          * CPUs affected.
842          */
843         send_CPI(cpumask, VIC_INVALIDATE_CPI);
844
845         while (smp_invalidate_needed) {
846                 mb();
847                 if (--stuck == 0) {
848                         printk("***WARNING*** Stuck doing invalidate CPI "
849                                "(CPU%d)\n", smp_processor_id());
850                         break;
851                 }
852         }
853
854         /* Uncomment only to debug invalidation problems
855            VDEBUG(("VOYAGER SMP: Completed invalidate CPI (CPU%d)\n", cpu));
856          */
857
858         flush_mm = NULL;
859         flush_va = 0;
860         spin_unlock(&tlbstate_lock);
861 }
862
863 void flush_tlb_current_task(void)
864 {
865         struct mm_struct *mm = current->mm;
866         unsigned long cpu_mask;
867
868         preempt_disable();
869
870         cpu_mask = cpus_addr(mm->cpu_vm_mask)[0] & ~(1 << smp_processor_id());
871         local_flush_tlb();
872         if (cpu_mask)
873                 voyager_flush_tlb_others(cpu_mask, mm, TLB_FLUSH_ALL);
874
875         preempt_enable();
876 }
877
878 void flush_tlb_mm(struct mm_struct *mm)
879 {
880         unsigned long cpu_mask;
881
882         preempt_disable();
883
884         cpu_mask = cpus_addr(mm->cpu_vm_mask)[0] & ~(1 << smp_processor_id());
885
886         if (current->active_mm == mm) {
887                 if (current->mm)
888                         local_flush_tlb();
889                 else
890                         voyager_leave_mm(smp_processor_id());
891         }
892         if (cpu_mask)
893                 voyager_flush_tlb_others(cpu_mask, mm, TLB_FLUSH_ALL);
894
895         preempt_enable();
896 }
897
898 void flush_tlb_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long va)
899 {
900         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
901         unsigned long cpu_mask;
902
903         preempt_disable();
904
905         cpu_mask = cpus_addr(mm->cpu_vm_mask)[0] & ~(1 << smp_processor_id());
906         if (current->active_mm == mm) {
907                 if (current->mm)
908                         __flush_tlb_one(va);
909                 else
910                         voyager_leave_mm(smp_processor_id());
911         }
912
913         if (cpu_mask)
914                 voyager_flush_tlb_others(cpu_mask, mm, va);
915
916         preempt_enable();
917 }
918
919 EXPORT_SYMBOL(flush_tlb_page);
920
921 /* enable the requested IRQs */
922 static void smp_enable_irq_interrupt(void)
923 {
924         __u8 irq;
925         __u8 cpu = get_cpu();
926
927         VDEBUG(("VOYAGER SMP: CPU%d enabling irq mask 0x%x\n", cpu,
928                 vic_irq_enable_mask[cpu]));
929
930         spin_lock(&vic_irq_lock);
931         for (irq = 0; irq < 16; irq++) {
932                 if (vic_irq_enable_mask[cpu] & (1 << irq))
933                         enable_local_vic_irq(irq);
934         }
935         vic_irq_enable_mask[cpu] = 0;
936         spin_unlock(&vic_irq_lock);
937
938         put_cpu_no_resched();
939 }
940
941 /*
942  *      CPU halt call-back
943  */
944 static void smp_stop_cpu_function(void *dummy)
945 {
946         VDEBUG(("VOYAGER SMP: CPU%d is STOPPING\n", smp_processor_id()));
947         cpu_clear(smp_processor_id(), cpu_online_map);
948         local_irq_disable();
949         for (;;)
950                 halt();
951 }
952
953 static DEFINE_SPINLOCK(call_lock);
954
955 struct call_data_struct {
956         void (*func) (void *info);
957         void *info;
958         volatile unsigned long started;
959         volatile unsigned long finished;
960         int wait;
961 };
962
963 static struct call_data_struct *call_data;
964
965 /* execute a thread on a new CPU.  The function to be called must be
966  * previously set up.  This is used to schedule a function for
967  * execution on all CPUs - set up the function then broadcast a
968  * function_interrupt CPI to come here on each CPU */
969 static void smp_call_function_interrupt(void)
970 {
971         void (*func) (void *info) = call_data->func;
972         void *info = call_data->info;
973         /* must take copy of wait because call_data may be replaced
974          * unless the function is waiting for us to finish */
975         int wait = call_data->wait;
976         __u8 cpu = smp_processor_id();
977
978         /*
979          * Notify initiating CPU that I've grabbed the data and am
980          * about to execute the function
981          */
982         mb();
983         if (!test_and_clear_bit(cpu, &call_data->started)) {
984                 /* If the bit wasn't set, this could be a replay */
985                 printk(KERN_WARNING "VOYAGER SMP: CPU %d received call funtion"
986                        " with no call pending\n", cpu);
987                 return;
988         }
989         /*
990          * At this point the info structure may be out of scope unless wait==1
991          */
992         irq_enter();
993         (*func) (info);
994         __get_cpu_var(irq_stat).irq_call_count++;
995         irq_exit();
996         if (wait) {
997                 mb();
998                 clear_bit(cpu, &call_data->finished);
999         }
1000 }
1001
1002 static int
1003 voyager_smp_call_function_mask(cpumask_t cpumask,
1004                                void (*func) (void *info), void *info, int wait)
1005 {
1006         struct call_data_struct data;
1007         u32 mask = cpus_addr(cpumask)[0];
1008
1009         mask &= ~(1 << smp_processor_id());
1010
1011         if (!mask)
1012                 return 0;
1013
1014         /* Can deadlock when called with interrupts disabled */
1015         WARN_ON(irqs_disabled());
1016
1017         data.func = func;
1018         data.info = info;
1019         data.started = mask;
1020         data.wait = wait;
1021         if (wait)
1022                 data.finished = mask;
1023
1024         spin_lock(&call_lock);
1025         call_data = &data;
1026         wmb();
1027         /* Send a message to all other CPUs and wait for them to respond */
1028         send_CPI(mask, VIC_CALL_FUNCTION_CPI);
1029
1030         /* Wait for response */
1031         while (data.started)
1032                 barrier();
1033
1034         if (wait)
1035                 while (data.finished)
1036                         barrier();
1037
1038         spin_unlock(&call_lock);
1039
1040         return 0;
1041 }
1042
1043 /* Sorry about the name.  In an APIC based system, the APICs
1044  * themselves are programmed to send a timer interrupt.  This is used
1045  * by linux to reschedule the processor.  Voyager doesn't have this,
1046  * so we use the system clock to interrupt one processor, which in
1047  * turn, broadcasts a timer CPI to all the others --- we receive that
1048  * CPI here.  We don't use this actually for counting so losing
1049  * ticks doesn't matter
1050  *
1051  * FIXME: For those CPUs which actually have a local APIC, we could
1052  * try to use it to trigger this interrupt instead of having to
1053  * broadcast the timer tick.  Unfortunately, all my pentium DYADs have
1054  * no local APIC, so I can't do this
1055  *
1056  * This function is currently a placeholder and is unused in the code */
1057 void smp_apic_timer_interrupt(struct pt_regs *regs)
1058 {
1059         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
1060         wrapper_smp_local_timer_interrupt();
1061         set_irq_regs(old_regs);
1062 }
1063
1064 /* All of the QUAD interrupt GATES */
1065 void smp_qic_timer_interrupt(struct pt_regs *regs)
1066 {
1067         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
1068         ack_QIC_CPI(QIC_TIMER_CPI);
1069         wrapper_smp_local_timer_interrupt();
1070         set_irq_regs(old_regs);
1071 }
1072
1073 void smp_qic_invalidate_interrupt(struct pt_regs *regs)
1074 {
1075         ack_QIC_CPI(QIC_INVALIDATE_CPI);
1076         smp_invalidate_interrupt();
1077 }
1078
1079 void smp_qic_reschedule_interrupt(struct pt_regs *regs)
1080 {
1081         ack_QIC_CPI(QIC_RESCHEDULE_CPI);
1082         smp_reschedule_interrupt();
1083 }
1084
1085 void smp_qic_enable_irq_interrupt(struct pt_regs *regs)
1086 {
1087         ack_QIC_CPI(QIC_ENABLE_IRQ_CPI);
1088         smp_enable_irq_interrupt();
1089 }
1090
1091 void smp_qic_call_function_interrupt(struct pt_regs *regs)
1092 {
1093         ack_QIC_CPI(QIC_CALL_FUNCTION_CPI);
1094         smp_call_function_interrupt();
1095 }
1096
1097 void smp_vic_cpi_interrupt(struct pt_regs *regs)
1098 {
1099         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
1100         __u8 cpu = smp_processor_id();
1101
1102         if (is_cpu_quad())
1103                 ack_QIC_CPI(VIC_CPI_LEVEL0);
1104         else
1105                 ack_VIC_CPI(VIC_CPI_LEVEL0);
1106
1107         if (test_and_clear_bit(VIC_TIMER_CPI, &vic_cpi_mailbox[cpu]))
1108                 wrapper_smp_local_timer_interrupt();
1109         if (test_and_clear_bit(VIC_INVALIDATE_CPI, &vic_cpi_mailbox[cpu]))
1110                 smp_invalidate_interrupt();
1111         if (test_and_clear_bit(VIC_RESCHEDULE_CPI, &vic_cpi_mailbox[cpu]))
1112                 smp_reschedule_interrupt();
1113         if (test_and_clear_bit(VIC_ENABLE_IRQ_CPI, &vic_cpi_mailbox[cpu]))
1114                 smp_enable_irq_interrupt();
1115         if (test_and_clear_bit(VIC_CALL_FUNCTION_CPI, &vic_cpi_mailbox[cpu]))
1116                 smp_call_function_interrupt();
1117         set_irq_regs(old_regs);
1118 }
1119
1120 static void do_flush_tlb_all(void *info)
1121 {
1122         unsigned long cpu = smp_processor_id();
1123
1124         __flush_tlb_all();
1125         if (per_cpu(cpu_tlbstate, cpu).state == TLBSTATE_LAZY)
1126                 voyager_leave_mm(cpu);
1127 }
1128
1129 /* flush the TLB of every active CPU in the system */
1130 void flush_tlb_all(void)
1131 {
1132         on_each_cpu(do_flush_tlb_all, 0, 1, 1);
1133 }
1134
1135 /* send a reschedule CPI to one CPU by physical CPU number*/
1136 static void voyager_smp_send_reschedule(int cpu)
1137 {
1138         send_one_CPI(cpu, VIC_RESCHEDULE_CPI);
1139 }
1140
1141 int hard_smp_processor_id(void)
1142 {
1143         __u8 i;
1144         __u8 cpumask = inb(VIC_PROC_WHO_AM_I);
1145         if ((cpumask & QUAD_IDENTIFIER) == QUAD_IDENTIFIER)
1146                 return cpumask & 0x1F;
1147
1148         for (i = 0; i < 8; i++) {
1149                 if (cpumask & (1 << i))
1150                         return i;
1151         }
1152         printk("** WARNING ** Illegal cpuid returned by VIC: %d", cpumask);
1153         return 0;
1154 }
1155
1156 int safe_smp_processor_id(void)
1157 {
1158         return hard_smp_processor_id();
1159 }
1160
1161 /* broadcast a halt to all other CPUs */
1162 static void voyager_smp_send_stop(void)
1163 {
1164         smp_call_function(smp_stop_cpu_function, NULL, 1, 1);
1165 }
1166
1167 /* this function is triggered in time.c when a clock tick fires
1168  * we need to re-broadcast the tick to all CPUs */
1169 void smp_vic_timer_interrupt(void)
1170 {
1171         send_CPI_allbutself(VIC_TIMER_CPI);
1172         smp_local_timer_interrupt();
1173 }
1174
1175 /* local (per CPU) timer interrupt.  It does both profiling and
1176  * process statistics/rescheduling.
1177  *
1178  * We do profiling in every local tick, statistics/rescheduling
1179  * happen only every 'profiling multiplier' ticks. The default
1180  * multiplier is 1 and it can be changed by writing the new multiplier
1181  * value into /proc/profile.
1182  */
1183 void smp_local_timer_interrupt(void)
1184 {
1185         int cpu = smp_processor_id();
1186         long weight;
1187
1188         profile_tick(CPU_PROFILING);
1189         if (--per_cpu(prof_counter, cpu) <= 0) {
1190                 /*
1191                  * The multiplier may have changed since the last time we got
1192                  * to this point as a result of the user writing to
1193                  * /proc/profile. In this case we need to adjust the APIC
1194                  * timer accordingly.
1195                  *
1196                  * Interrupts are already masked off at this point.
1197                  */
1198                 per_cpu(prof_counter, cpu) = per_cpu(prof_multiplier, cpu);
1199                 if (per_cpu(prof_counter, cpu) !=
1200                     per_cpu(prof_old_multiplier, cpu)) {
1201                         /* FIXME: need to update the vic timer tick here */
1202                         per_cpu(prof_old_multiplier, cpu) =
1203                             per_cpu(prof_counter, cpu);
1204                 }
1205
1206                 update_process_times(user_mode_vm(get_irq_regs()));
1207         }
1208
1209         if (((1 << cpu) & voyager_extended_vic_processors) == 0)
1210                 /* only extended VIC processors participate in
1211                  * interrupt distribution */
1212                 return;
1213
1214         /*
1215          * We take the 'long' return path, and there every subsystem
1216          * grabs the appropriate locks (kernel lock/ irq lock).
1217          *
1218          * we might want to decouple profiling from the 'long path',
1219          * and do the profiling totally in assembly.
1220          *
1221          * Currently this isn't too much of an issue (performance wise),
1222          * we can take more than 100K local irqs per second on a 100 MHz P5.
1223          */
1224
1225         if ((++vic_tick[cpu] & 0x7) != 0)
1226                 return;
1227         /* get here every 16 ticks (about every 1/6 of a second) */
1228
1229         /* Change our priority to give someone else a chance at getting
1230          * the IRQ. The algorithm goes like this:
1231          *
1232          * In the VIC, the dynamically routed interrupt is always
1233          * handled by the lowest priority eligible (i.e. receiving
1234          * interrupts) CPU.  If >1 eligible CPUs are equal lowest, the
1235          * lowest processor number gets it.
1236          *
1237          * The priority of a CPU is controlled by a special per-CPU
1238          * VIC priority register which is 3 bits wide 0 being lowest
1239          * and 7 highest priority..
1240          *
1241          * Therefore we subtract the average number of interrupts from
1242          * the number we've fielded.  If this number is negative, we
1243          * lower the activity count and if it is positive, we raise
1244          * it.
1245          *
1246          * I'm afraid this still leads to odd looking interrupt counts:
1247          * the totals are all roughly equal, but the individual ones
1248          * look rather skewed.
1249          *
1250          * FIXME: This algorithm is total crap when mixed with SMP
1251          * affinity code since we now try to even up the interrupt
1252          * counts when an affinity binding is keeping them on a
1253          * particular CPU*/
1254         weight = (vic_intr_count[cpu] * voyager_extended_cpus
1255                   - vic_intr_total) >> 4;
1256         weight += 4;
1257         if (weight > 7)
1258                 weight = 7;
1259         if (weight < 0)
1260                 weight = 0;
1261
1262         outb((__u8) weight, VIC_PRIORITY_REGISTER);
1263
1264 #ifdef VOYAGER_DEBUG
1265         if ((vic_tick[cpu] & 0xFFF) == 0) {
1266                 /* print this message roughly every 25 secs */
1267                 printk("VOYAGER SMP: vic_tick[%d] = %lu, weight = %ld\n",
1268                        cpu, vic_tick[cpu], weight);
1269         }
1270 #endif
1271 }
1272
1273 /* setup the profiling timer */
1274 int setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
1275 {
1276         int i;
1277
1278         if ((!multiplier))
1279                 return -EINVAL;
1280
1281         /*
1282          * Set the new multiplier for each CPU. CPUs don't start using the
1283          * new values until the next timer interrupt in which they do process
1284          * accounting.
1285          */
1286         for (i = 0; i < NR_CPUS; ++i)
1287                 per_cpu(prof_multiplier, i) = multiplier;
1288
1289         return 0;
1290 }
1291
1292 /* This is a bit of a mess, but forced on us by the genirq changes
1293  * there's no genirq handler that really does what voyager wants
1294  * so hack it up with the simple IRQ handler */
1295 static void handle_vic_irq(unsigned int irq, struct irq_desc *desc)
1296 {
1297         before_handle_vic_irq(irq);
1298         handle_simple_irq(irq, desc);
1299         after_handle_vic_irq(irq);
1300 }
1301
1302 /*  The CPIs are handled in the per cpu 8259s, so they must be
1303  *  enabled to be received: FIX: enabling the CPIs in the early
1304  *  boot sequence interferes with bug checking; enable them later
1305  *  on in smp_init */
1306 #define VIC_SET_GATE(cpi, vector) \
1307         set_intr_gate((cpi) + VIC_DEFAULT_CPI_BASE, (vector))
1308 #define QIC_SET_GATE(cpi, vector) \
1309         set_intr_gate((cpi) + QIC_DEFAULT_CPI_BASE, (vector))
1310
1311 void __init smp_intr_init(void)
1312 {
1313         int i;
1314
1315         /* initialize the per cpu irq mask to all disabled */
1316         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++)
1317                 vic_irq_mask[i] = 0xFFFF;
1318
1319         VIC_SET_GATE(VIC_CPI_LEVEL0, vic_cpi_interrupt);
1320
1321         VIC_SET_GATE(VIC_SYS_INT, vic_sys_interrupt);
1322         VIC_SET_GATE(VIC_CMN_INT, vic_cmn_interrupt);
1323
1324         QIC_SET_GATE(QIC_TIMER_CPI, qic_timer_interrupt);
1325         QIC_SET_GATE(QIC_INVALIDATE_CPI, qic_invalidate_interrupt);
1326         QIC_SET_GATE(QIC_RESCHEDULE_CPI, qic_reschedule_interrupt);
1327         QIC_SET_GATE(QIC_ENABLE_IRQ_CPI, qic_enable_irq_interrupt);
1328         QIC_SET_GATE(QIC_CALL_FUNCTION_CPI, qic_call_function_interrupt);
1329
1330         /* now put the VIC descriptor into the first 48 IRQs
1331          *
1332          * This is for later: first 16 correspond to PC IRQs; next 16
1333          * are Primary MC IRQs and final 16 are Secondary MC IRQs */
1334         for (i = 0; i < 48; i++)
1335                 set_irq_chip_and_handler(i, &vic_chip, handle_vic_irq);
1336 }
1337
1338 /* send a CPI at level cpi to a set of cpus in cpuset (set 1 bit per
1339  * processor to receive CPI */
1340 static void send_CPI(__u32 cpuset, __u8 cpi)
1341 {
1342         int cpu;
1343         __u32 quad_cpuset = (cpuset & voyager_quad_processors);
1344
1345         if (cpi < VIC_START_FAKE_CPI) {
1346                 /* fake CPI are only used for booting, so send to the
1347                  * extended quads as well---Quads must be VIC booted */
1348                 outb((__u8) (cpuset), VIC_CPI_Registers[cpi]);
1349                 return;
1350         }
1351         if (quad_cpuset)
1352                 send_QIC_CPI(quad_cpuset, cpi);
1353         cpuset &= ~quad_cpuset;
1354         cpuset &= 0xff;         /* only first 8 CPUs vaild for VIC CPI */
1355         if (cpuset == 0)
1356                 return;
1357         for_each_online_cpu(cpu) {
1358                 if (cpuset & (1 << cpu))
1359                         set_bit(cpi, &vic_cpi_mailbox[cpu]);
1360         }
1361         if (cpuset)
1362                 outb((__u8) cpuset, VIC_CPI_Registers[VIC_CPI_LEVEL0]);
1363 }
1364
1365 /* Acknowledge receipt of CPI in the QIC, clear in QIC hardware and
1366  * set the cache line to shared by reading it.
1367  *
1368  * DON'T make this inline otherwise the cache line read will be
1369  * optimised away
1370  * */
1371 static int ack_QIC_CPI(__u8 cpi)
1372 {
1373         __u8 cpu = hard_smp_processor_id();
1374
1375         cpi &= 7;
1376
1377         outb(1 << cpi, QIC_INTERRUPT_CLEAR1);
1378         return voyager_quad_cpi_addr[cpu]->qic_cpi[cpi].cpi;
1379 }
1380
1381 static void ack_special_QIC_CPI(__u8 cpi)
1382 {
1383         switch (cpi) {
1384         case VIC_CMN_INT:
1385                 outb(QIC_CMN_INT, QIC_INTERRUPT_CLEAR0);
1386                 break;
1387         case VIC_SYS_INT:
1388                 outb(QIC_SYS_INT, QIC_INTERRUPT_CLEAR0);
1389                 break;
1390         }
1391         /* also clear at the VIC, just in case (nop for non-extended proc) */
1392         ack_VIC_CPI(cpi);
1393 }
1394
1395 /* Acknowledge receipt of CPI in the VIC (essentially an EOI) */
1396 static void ack_VIC_CPI(__u8 cpi)
1397 {
1398 #ifdef VOYAGER_DEBUG
1399         unsigned long flags;
1400         __u16 isr;
1401         __u8 cpu = smp_processor_id();
1402
1403         local_irq_save(flags);
1404         isr = vic_read_isr();
1405         if ((isr & (1 << (cpi & 7))) == 0) {
1406                 printk("VOYAGER SMP: CPU%d lost CPI%d\n", cpu, cpi);
1407         }
1408 #endif
1409         /* send specific EOI; the two system interrupts have
1410          * bit 4 set for a separate vector but behave as the
1411          * corresponding 3 bit intr */
1412         outb_p(0x60 | (cpi & 7), 0x20);
1413
1414 #ifdef VOYAGER_DEBUG
1415         if ((vic_read_isr() & (1 << (cpi & 7))) != 0) {
1416                 printk("VOYAGER SMP: CPU%d still asserting CPI%d\n", cpu, cpi);
1417         }
1418         local_irq_restore(flags);
1419 #endif
1420 }
1421
1422 /* cribbed with thanks from irq.c */
1423 #define __byte(x,y)     (((unsigned char *)&(y))[x])
1424 #define cached_21(cpu)  (__byte(0,vic_irq_mask[cpu]))
1425 #define cached_A1(cpu)  (__byte(1,vic_irq_mask[cpu]))
1426
1427 static unsigned int startup_vic_irq(unsigned int irq)
1428 {
1429         unmask_vic_irq(irq);
1430
1431         return 0;
1432 }
1433
1434 /* The enable and disable routines.  This is where we run into
1435  * conflicting architectural philosophy.  Fundamentally, the voyager
1436  * architecture does not expect to have to disable interrupts globally
1437  * (the IRQ controllers belong to each CPU).  The processor masquerade
1438  * which is used to start the system shouldn't be used in a running OS
1439  * since it will cause great confusion if two separate CPUs drive to
1440  * the same IRQ controller (I know, I've tried it).
1441  *
1442  * The solution is a variant on the NCR lazy SPL design:
1443  *
1444  * 1) To disable an interrupt, do nothing (other than set the
1445  *    IRQ_DISABLED flag).  This dares the interrupt actually to arrive.
1446  *
1447  * 2) If the interrupt dares to come in, raise the local mask against
1448  *    it (this will result in all the CPU masks being raised
1449  *    eventually).
1450  *
1451  * 3) To enable the interrupt, lower the mask on the local CPU and
1452  *    broadcast an Interrupt enable CPI which causes all other CPUs to
1453  *    adjust their masks accordingly.  */
1454
1455 static void unmask_vic_irq(unsigned int irq)
1456 {
1457         /* linux doesn't to processor-irq affinity, so enable on
1458          * all CPUs we know about */
1459         int cpu = smp_processor_id(), real_cpu;
1460         __u16 mask = (1 << irq);
1461         __u32 processorList = 0;
1462         unsigned long flags;
1463
1464         VDEBUG(("VOYAGER: unmask_vic_irq(%d) CPU%d affinity 0x%lx\n",
1465                 irq, cpu, cpu_irq_affinity[cpu]));
1466         spin_lock_irqsave(&vic_irq_lock, flags);
1467         for_each_online_cpu(real_cpu) {
1468                 if (!(voyager_extended_vic_processors & (1 << real_cpu)))
1469                         continue;
1470                 if (!(cpu_irq_affinity[real_cpu] & mask)) {
1471                         /* irq has no affinity for this CPU, ignore */
1472                         continue;
1473                 }
1474                 if (real_cpu == cpu) {
1475                         enable_local_vic_irq(irq);
1476                 } else if (vic_irq_mask[real_cpu] & mask) {
1477                         vic_irq_enable_mask[real_cpu] |= mask;
1478                         processorList |= (1 << real_cpu);
1479                 }
1480         }
1481         spin_unlock_irqrestore(&vic_irq_lock, flags);
1482         if (processorList)
1483                 send_CPI(processorList, VIC_ENABLE_IRQ_CPI);
1484 }
1485
1486 static void mask_vic_irq(unsigned int irq)
1487 {
1488         /* lazy disable, do nothing */
1489 }
1490
1491 static void enable_local_vic_irq(unsigned int irq)
1492 {
1493         __u8 cpu = smp_processor_id();
1494         __u16 mask = ~(1 << irq);
1495         __u16 old_mask = vic_irq_mask[cpu];
1496
1497         vic_irq_mask[cpu] &= mask;
1498         if (vic_irq_mask[cpu] == old_mask)
1499                 return;
1500
1501         VDEBUG(("VOYAGER DEBUG: Enabling irq %d in hardware on CPU %d\n",
1502                 irq, cpu));
1503
1504         if (irq & 8) {
1505                 outb_p(cached_A1(cpu), 0xA1);
1506                 (void)inb_p(0xA1);
1507         } else {
1508                 outb_p(cached_21(cpu), 0x21);
1509                 (void)inb_p(0x21);
1510         }
1511 }
1512
1513 static void disable_local_vic_irq(unsigned int irq)
1514 {
1515         __u8 cpu = smp_processor_id();
1516         __u16 mask = (1 << irq);
1517         __u16 old_mask = vic_irq_mask[cpu];
1518
1519         if (irq == 7)
1520                 return;
1521
1522         vic_irq_mask[cpu] |= mask;
1523         if (old_mask == vic_irq_mask[cpu])
1524                 return;
1525
1526         VDEBUG(("VOYAGER DEBUG: Disabling irq %d in hardware on CPU %d\n",
1527                 irq, cpu));
1528
1529         if (irq & 8) {
1530                 outb_p(cached_A1(cpu), 0xA1);
1531                 (void)inb_p(0xA1);
1532         } else {
1533                 outb_p(cached_21(cpu), 0x21);
1534                 (void)inb_p(0x21);
1535         }
1536 }
1537
1538 /* The VIC is level triggered, so the ack can only be issued after the
1539  * interrupt completes.  However, we do Voyager lazy interrupt
1540  * handling here: It is an extremely expensive operation to mask an
1541  * interrupt in the vic, so we merely set a flag (IRQ_DISABLED).  If
1542  * this interrupt actually comes in, then we mask and ack here to push
1543  * the interrupt off to another CPU */
1544 static void before_handle_vic_irq(unsigned int irq)
1545 {
1546         irq_desc_t *desc = irq_desc + irq;
1547         __u8 cpu = smp_processor_id();
1548
1549         _raw_spin_lock(&vic_irq_lock);
1550         vic_intr_total++;
1551         vic_intr_count[cpu]++;
1552
1553         if (!(cpu_irq_affinity[cpu] & (1 << irq))) {
1554                 /* The irq is not in our affinity mask, push it off
1555                  * onto another CPU */
1556                 VDEBUG(("VOYAGER DEBUG: affinity triggered disable of irq %d "
1557                         "on cpu %d\n", irq, cpu));
1558                 disable_local_vic_irq(irq);
1559                 /* set IRQ_INPROGRESS to prevent the handler in irq.c from
1560                  * actually calling the interrupt routine */
1561                 desc->status |= IRQ_REPLAY | IRQ_INPROGRESS;
1562         } else if (desc->status & IRQ_DISABLED) {
1563                 /* Damn, the interrupt actually arrived, do the lazy
1564                  * disable thing. The interrupt routine in irq.c will
1565                  * not handle a IRQ_DISABLED interrupt, so nothing more
1566                  * need be done here */
1567                 VDEBUG(("VOYAGER DEBUG: lazy disable of irq %d on CPU %d\n",
1568                         irq, cpu));
1569                 disable_local_vic_irq(irq);
1570                 desc->status |= IRQ_REPLAY;
1571         } else {
1572                 desc->status &= ~IRQ_REPLAY;
1573         }
1574
1575         _raw_spin_unlock(&vic_irq_lock);
1576 }
1577
1578 /* Finish the VIC interrupt: basically mask */
1579 static void after_handle_vic_irq(unsigned int irq)
1580 {
1581         irq_desc_t *desc = irq_desc + irq;
1582
1583         _raw_spin_lock(&vic_irq_lock);
1584         {
1585                 unsigned int status = desc->status & ~IRQ_INPROGRESS;
1586 #ifdef VOYAGER_DEBUG
1587                 __u16 isr;
1588 #endif
1589
1590                 desc->status = status;
1591                 if ((status & IRQ_DISABLED))
1592                         disable_local_vic_irq(irq);
1593 #ifdef VOYAGER_DEBUG
1594                 /* DEBUG: before we ack, check what's in progress */
1595                 isr = vic_read_isr();
1596                 if ((isr & (1 << irq) && !(status & IRQ_REPLAY)) == 0) {
1597                         int i;
1598                         __u8 cpu = smp_processor_id();
1599                         __u8 real_cpu;
1600                         int mask;       /* Um... initialize me??? --RR */
1601
1602                         printk("VOYAGER SMP: CPU%d lost interrupt %d\n",
1603                                cpu, irq);
1604                         for_each_possible_cpu(real_cpu, mask) {
1605
1606                                 outb(VIC_CPU_MASQUERADE_ENABLE | real_cpu,
1607                                      VIC_PROCESSOR_ID);
1608                                 isr = vic_read_isr();
1609                                 if (isr & (1 << irq)) {
1610                                         printk
1611                                             ("VOYAGER SMP: CPU%d ack irq %d\n",
1612                                              real_cpu, irq);
1613                                         ack_vic_irq(irq);
1614                                 }
1615                                 outb(cpu, VIC_PROCESSOR_ID);
1616                         }
1617                 }
1618 #endif /* VOYAGER_DEBUG */
1619                 /* as soon as we ack, the interrupt is eligible for
1620                  * receipt by another CPU so everything must be in
1621                  * order here  */
1622                 ack_vic_irq(irq);
1623                 if (status & IRQ_REPLAY) {
1624                         /* replay is set if we disable the interrupt
1625                          * in the before_handle_vic_irq() routine, so
1626                          * clear the in progress bit here to allow the
1627                          * next CPU to handle this correctly */
1628                         desc->status &= ~(IRQ_REPLAY | IRQ_INPROGRESS);
1629                 }
1630 #ifdef VOYAGER_DEBUG
1631                 isr = vic_read_isr();
1632                 if ((isr & (1 << irq)) != 0)
1633                         printk("VOYAGER SMP: after_handle_vic_irq() after "
1634                                "ack irq=%d, isr=0x%x\n", irq, isr);
1635 #endif /* VOYAGER_DEBUG */
1636         }
1637         _raw_spin_unlock(&vic_irq_lock);
1638
1639         /* All code after this point is out of the main path - the IRQ
1640          * may be intercepted by another CPU if reasserted */
1641 }
1642
1643 /* Linux processor - interrupt affinity manipulations.
1644  *
1645  * For each processor, we maintain a 32 bit irq affinity mask.
1646  * Initially it is set to all 1's so every processor accepts every
1647  * interrupt.  In this call, we change the processor's affinity mask:
1648  *
1649  * Change from enable to disable:
1650  *
1651  * If the interrupt ever comes in to the processor, we will disable it
1652  * and ack it to push it off to another CPU, so just accept the mask here.
1653  *
1654  * Change from disable to enable:
1655  *
1656  * change the mask and then do an interrupt enable CPI to re-enable on
1657  * the selected processors */
1658
1659 void set_vic_irq_affinity(unsigned int irq, cpumask_t mask)
1660 {
1661         /* Only extended processors handle interrupts */
1662         unsigned long real_mask;
1663         unsigned long irq_mask = 1 << irq;
1664         int cpu;
1665
1666         real_mask = cpus_addr(mask)[0] & voyager_extended_vic_processors;
1667
1668         if (cpus_addr(mask)[0] == 0)
1669                 /* can't have no CPUs to accept the interrupt -- extremely
1670                  * bad things will happen */
1671                 return;
1672
1673         if (irq == 0)
1674                 /* can't change the affinity of the timer IRQ.  This
1675                  * is due to the constraint in the voyager
1676                  * architecture that the CPI also comes in on and IRQ
1677                  * line and we have chosen IRQ0 for this.  If you
1678                  * raise the mask on this interrupt, the processor
1679                  * will no-longer be able to accept VIC CPIs */
1680                 return;
1681
1682         if (irq >= 32)
1683                 /* You can only have 32 interrupts in a voyager system
1684                  * (and 32 only if you have a secondary microchannel
1685                  * bus) */
1686                 return;
1687
1688         for_each_online_cpu(cpu) {
1689                 unsigned long cpu_mask = 1 << cpu;
1690
1691                 if (cpu_mask & real_mask) {
1692                         /* enable the interrupt for this cpu */
1693                         cpu_irq_affinity[cpu] |= irq_mask;
1694                 } else {
1695                         /* disable the interrupt for this cpu */
1696                         cpu_irq_affinity[cpu] &= ~irq_mask;
1697                 }
1698         }
1699         /* this is magic, we now have the correct affinity maps, so
1700          * enable the interrupt.  This will send an enable CPI to
1701          * those CPUs who need to enable it in their local masks,
1702          * causing them to correct for the new affinity . If the
1703          * interrupt is currently globally disabled, it will simply be
1704          * disabled again as it comes in (voyager lazy disable).  If
1705          * the affinity map is tightened to disable the interrupt on a
1706          * cpu, it will be pushed off when it comes in */
1707         unmask_vic_irq(irq);
1708 }
1709
1710 static void ack_vic_irq(unsigned int irq)
1711 {
1712         if (irq & 8) {
1713                 outb(0x62, 0x20);       /* Specific EOI to cascade */
1714                 outb(0x60 | (irq & 7), 0xA0);
1715         } else {
1716                 outb(0x60 | (irq & 7), 0x20);
1717         }
1718 }
1719
1720 /* enable the CPIs.  In the VIC, the CPIs are delivered by the 8259
1721  * but are not vectored by it.  This means that the 8259 mask must be
1722  * lowered to receive them */
1723 static __init void vic_enable_cpi(void)
1724 {
1725         __u8 cpu = smp_processor_id();
1726
1727         /* just take a copy of the current mask (nop for boot cpu) */
1728         vic_irq_mask[cpu] = vic_irq_mask[boot_cpu_id];
1729
1730         enable_local_vic_irq(VIC_CPI_LEVEL0);
1731         enable_local_vic_irq(VIC_CPI_LEVEL1);
1732         /* for sys int and cmn int */
1733         enable_local_vic_irq(7);
1734
1735         if (is_cpu_quad()) {
1736                 outb(QIC_DEFAULT_MASK0, QIC_MASK_REGISTER0);
1737                 outb(QIC_CPI_ENABLE, QIC_MASK_REGISTER1);
1738                 VDEBUG(("VOYAGER SMP: QIC ENABLE CPI: CPU%d: MASK 0x%x\n",
1739                         cpu, QIC_CPI_ENABLE));
1740         }
1741
1742         VDEBUG(("VOYAGER SMP: ENABLE CPI: CPU%d: MASK 0x%x\n",
1743                 cpu, vic_irq_mask[cpu]));
1744 }
1745
1746 void voyager_smp_dump()
1747 {
1748         int old_cpu = smp_processor_id(), cpu;
1749
1750         /* dump the interrupt masks of each processor */
1751         for_each_online_cpu(cpu) {
1752                 __u16 imr, isr, irr;
1753                 unsigned long flags;
1754
1755                 local_irq_save(flags);
1756                 outb(VIC_CPU_MASQUERADE_ENABLE | cpu, VIC_PROCESSOR_ID);
1757                 imr = (inb(0xa1) << 8) | inb(0x21);
1758                 outb(0x0a, 0xa0);
1759                 irr = inb(0xa0) << 8;
1760                 outb(0x0a, 0x20);
1761                 irr |= inb(0x20);
1762                 outb(0x0b, 0xa0);
1763                 isr = inb(0xa0) << 8;
1764                 outb(0x0b, 0x20);
1765                 isr |= inb(0x20);
1766                 outb(old_cpu, VIC_PROCESSOR_ID);
1767                 local_irq_restore(flags);
1768                 printk("\tCPU%d: mask=0x%x, IMR=0x%x, IRR=0x%x, ISR=0x%x\n",
1769                        cpu, vic_irq_mask[cpu], imr, irr, isr);
1770 #if 0
1771                 /* These lines are put in to try to unstick an un ack'd irq */
1772                 if (isr != 0) {
1773                         int irq;
1774                         for (irq = 0; irq < 16; irq++) {
1775                                 if (isr & (1 << irq)) {
1776                                         printk("\tCPU%d: ack irq %d\n",
1777                                                cpu, irq);
1778                                         local_irq_save(flags);
1779                                         outb(VIC_CPU_MASQUERADE_ENABLE | cpu,
1780                                              VIC_PROCESSOR_ID);
1781                                         ack_vic_irq(irq);
1782                                         outb(old_cpu, VIC_PROCESSOR_ID);
1783                                         local_irq_restore(flags);
1784                                 }
1785                         }
1786                 }
1787 #endif
1788         }
1789 }
1790
1791 void smp_voyager_power_off(void *dummy)
1792 {
1793         if (smp_processor_id() == boot_cpu_id)
1794                 voyager_power_off();
1795         else
1796                 smp_stop_cpu_function(NULL);
1797 }
1798
1799 static void __init voyager_smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
1800 {
1801         /* FIXME: ignore max_cpus for now */
1802         smp_boot_cpus();
1803 }
1804
1805 static void __cpuinit voyager_smp_prepare_boot_cpu(void)
1806 {
1807         init_gdt(smp_processor_id());
1808         switch_to_new_gdt();
1809
1810         cpu_set(smp_processor_id(), cpu_online_map);
1811         cpu_set(smp_processor_id(), cpu_callout_map);
1812         cpu_set(smp_processor_id(), cpu_possible_map);
1813         cpu_set(smp_processor_id(), cpu_present_map);
1814 }
1815
1816 static int __cpuinit voyager_cpu_up(unsigned int cpu)
1817 {
1818         /* This only works at boot for x86.  See "rewrite" above. */
1819         if (cpu_isset(cpu, smp_commenced_mask))
1820                 return -ENOSYS;
1821
1822         /* In case one didn't come up */
1823         if (!cpu_isset(cpu, cpu_callin_map))
1824                 return -EIO;
1825         /* Unleash the CPU! */
1826         cpu_set(cpu, smp_commenced_mask);
1827         while (!cpu_online(cpu))
1828                 mb();
1829         return 0;
1830 }
1831
1832 static void __init voyager_smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
1833 {
1834         zap_low_mappings();
1835 }
1836
1837 void __init smp_setup_processor_id(void)
1838 {
1839         current_thread_info()->cpu = hard_smp_processor_id();
1840         x86_write_percpu(cpu_number, hard_smp_processor_id());
1841 }
1842
1843 struct smp_ops smp_ops = {
1844         .smp_prepare_boot_cpu = voyager_smp_prepare_boot_cpu,
1845         .smp_prepare_cpus = voyager_smp_prepare_cpus,
1846         .cpu_up = voyager_cpu_up,
1847         .smp_cpus_done = voyager_smp_cpus_done,
1848
1849         .smp_send_stop = voyager_smp_send_stop,
1850         .smp_send_reschedule = voyager_smp_send_reschedule,
1851         .smp_call_function_mask = voyager_smp_call_function_mask,
1852 };