arch/parisc/kernel/smp.c

   1 /*
   2 ** SMP Support
   3 **
   4 ** Copyright (C) 1999 Walt Drummond <drummond@valinux.com>
   5 ** Copyright (C) 1999 David Mosberger-Tang <davidm@hpl.hp.com>
   6 ** Copyright (C) 2001,2004 Grant Grundler <grundler@parisc-linux.org>
   7 **
   8 ** Lots of stuff stolen from arch/alpha/kernel/smp.c
   9 ** ...and then parisc stole from arch/ia64/kernel/smp.c. Thanks David! :^)
  10 **
  11 ** Thanks to John Curry and Ullas Ponnadi. I learned a lot from their work.
  12 ** -grant (1/12/2001)
  13 **
  14 **      This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  15 **      it under the terms of the GNU General Public License as published by
  16 **      the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  17 **      (at your option) any later version.
  18 */
  19 #include <linux/types.h>
  20 #include <linux/spinlock.h>
  21 #include <linux/slab.h>
  22
  23 #include <linux/kernel.h>
  24 #include <linux/module.h>
  25 #include <linux/sched.h>
  26 #include <linux/init.h>
  27 #include <linux/interrupt.h>
  28 #include <linux/smp.h>
  29 #include <linux/kernel_stat.h>
  30 #include <linux/mm.h>
  31 #include <linux/delay.h>
  32 #include <linux/bitops.h>
  33
  34 #include <asm/system.h>
  35 #include <asm/atomic.h>
  36 #include <asm/current.h>
  37 #include <asm/delay.h>
  38 #include <asm/tlbflush.h>
  39
  40 #include <asm/io.h>
  41 #include <asm/irq.h>            /* for CPU_IRQ_REGION and friends */
  42 #include <asm/mmu_context.h>
  43 #include <asm/page.h>
  44 #include <asm/pgtable.h>
  45 #include <asm/pgalloc.h>
  46 #include <asm/processor.h>
  47 #include <asm/ptrace.h>
  48 #include <asm/unistd.h>
  49 #include <asm/cacheflush.h>
  50
  51 #undef DEBUG_SMP
  52 #ifdef DEBUG_SMP
  53 static int smp_debug_lvl = 0;
  54 #define smp_debug(lvl, printargs...)            \
  55                 if (lvl >= smp_debug_lvl)       \
  56                         printk(printargs);
  57 #else
  58 #define smp_debug(lvl, ...)
  59 #endif /* DEBUG_SMP */
  60
  61 DEFINE_SPINLOCK(smp_lock);
  62
  63 volatile struct task_struct *smp_init_current_idle_task;
  64
  65 static volatile int cpu_now_booting __read_mostly = 0;  /* track which CPU is booting */
  66
  67 static int parisc_max_cpus __read_mostly = 1;
  68
  69 /* online cpus are ones that we've managed to bring up completely
  70  * possible cpus are all valid cpu
  71  * present cpus are all detected cpu
  72  *
  73  * On startup we bring up the "possible" cpus. Since we discover
  74  * CPUs later, we add them as hotplug, so the possible cpu mask is
  75  * empty in the beginning.
  76  */
  77
  78 cpumask_t cpu_online_map   __read_mostly = CPU_MASK_NONE;       /* Bitmap of online CPUs */
  79 cpumask_t cpu_possible_map __read_mostly = CPU_MASK_ALL;        /* Bitmap of Present CPUs */
  80
  81 EXPORT_SYMBOL(cpu_online_map);
  82 EXPORT_SYMBOL(cpu_possible_map);
  83
  84 DEFINE_PER_CPU(spinlock_t, ipi_lock) = SPIN_LOCK_UNLOCKED;
  85
  86 struct smp_call_struct {
  87         void (*func) (void *info);
  88         void *info;
  89         long wait;
  90         atomic_t unstarted_count;
  91         atomic_t unfinished_count;
  92 };
  93 static volatile struct smp_call_struct *smp_call_function_data;
  94
  95 enum ipi_message_type {
  96         IPI_NOP=0,
  97         IPI_RESCHEDULE=1,
  98         IPI_CALL_FUNC,
  99         IPI_CPU_START,
 100         IPI_CPU_STOP,
 101         IPI_CPU_TEST
 102 };
 103
 104
 105 /********** SMP inter processor interrupt and communication routines */
 106
 107 #undef PER_CPU_IRQ_REGION
 108 #ifdef PER_CPU_IRQ_REGION
 109 /* XXX REVISIT Ignore for now.
 110 **    *May* need this "hook" to register IPI handler
 111 **    once we have perCPU ExtIntr switch tables.
 112 */
 113 static void
 114 ipi_init(int cpuid)
 115 {
 116 #error verify IRQ_OFFSET(IPI_IRQ) is ipi_interrupt() in new IRQ region
 117
 118         if(cpu_online(cpuid) )
 119         {
 120                 switch_to_idle_task(current);
 121         }
 122
 123         return;
 124 }
 125 #endif
 126
 127
 128 /*
 129 ** Yoink this CPU from the runnable list...
 130 **
 131 */
 132 static void
 133 halt_processor(void)
 134 {
 135         /* REVISIT : redirect I/O Interrupts to another CPU? */
 136         /* REVISIT : does PM *know* this CPU isn't available? */
 137         cpu_clear(smp_processor_id(), cpu_online_map);
 138         local_irq_disable();
 139         for (;;)
 140                 ;
 141 }
 142
 143
 144 irqreturn_t
 145 ipi_interrupt(int irq, void *dev_id)
 146 {
 147         int this_cpu = smp_processor_id();
 148         struct cpuinfo_parisc *p = &cpu_data[this_cpu];
 149         unsigned long ops;
 150         unsigned long flags;
 151
 152         /* Count this now; we may make a call that never returns. */
 153         p->ipi_count++;
 154
 155         mb();   /* Order interrupt and bit testing. */
 156
 157         for (;;) {
 158                 spinlock_t *lock = &per_cpu(ipi_lock, this_cpu);
 159                 spin_lock_irqsave(lock, flags);
 160                 ops = p->pending_ipi;
 161                 p->pending_ipi = 0;
 162                 spin_unlock_irqrestore(lock, flags);
 163
 164                 mb(); /* Order bit clearing and data access. */
 165
 166                 if (!ops)
 167                     break;
 168
 169                 while (ops) {
 170                         unsigned long which = ffz(~ops);
 171
 172                         ops &= ~(1 << which);
 173
 174                         switch (which) {
 175                         case IPI_NOP:
 176                                 smp_debug(100, KERN_DEBUG "CPU%d IPI_NOP\n", this_cpu);
 177                                 break;
 178
 179                         case IPI_RESCHEDULE:
 180                                 smp_debug(100, KERN_DEBUG "CPU%d IPI_RESCHEDULE\n", this_cpu);
 181                                 /*
 182                                  * Reschedule callback.  Everything to be
 183                                  * done is done by the interrupt return path.
 184                                  */
 185                                 break;
 186
 187                         case IPI_CALL_FUNC:
 188                                 smp_debug(100, KERN_DEBUG "CPU%d IPI_CALL_FUNC\n", this_cpu);
 189                                 {
 190                                         volatile struct smp_call_struct *data;
 191                                         void (*func)(void *info);
 192                                         void *info;
 193                                         int wait;
 194
 195                                         data = smp_call_function_data;
 196                                         func = data->func;
 197                                         info = data->info;
 198                                         wait = data->wait;
 199
 200                                         mb();
 201                                         atomic_dec ((atomic_t *)&data->unstarted_count);
 202
 203                                         /* At this point, *data can't
 204                                          * be relied upon.
 205                                          */
 206
 207                                         (*func)(info);
 208
 209                                         /* Notify the sending CPU that the
 210                                          * task is done.
 211                                          */
 212                                         mb();
 213                                         if (wait)
 214                                                 atomic_dec ((atomic_t *)&data->unfinished_count);
 215                                 }
 216                                 break;
 217
 218                         case IPI_CPU_START:
 219                                 smp_debug(100, KERN_DEBUG "CPU%d IPI_CPU_START\n", this_cpu);
 220                                 break;
 221
 222                         case IPI_CPU_STOP:
 223                                 smp_debug(100, KERN_DEBUG "CPU%d IPI_CPU_STOP\n", this_cpu);
 224                                 halt_processor();
 225                                 break;
 226
 227                         case IPI_CPU_TEST:
 228                                 smp_debug(100, KERN_DEBUG "CPU%d is alive!\n", this_cpu);
 229                                 break;
 230
 231                         default:
 232                                 printk(KERN_CRIT "Unknown IPI num on CPU%d: %lu\n",
 233                                         this_cpu, which);
 234                                 return IRQ_NONE;
 235                         } /* Switch */
 236                 /* let in any pending interrupts */
 237                 local_irq_enable();
 238                 local_irq_disable();
 239                 } /* while (ops) */
 240         }
 241         return IRQ_HANDLED;
 242 }
 243
 244
 245 static inline void
 246 ipi_send(int cpu, enum ipi_message_type op)
 247 {
 248         struct cpuinfo_parisc *p = &cpu_data[cpu];
 249         spinlock_t *lock = &per_cpu(ipi_lock, cpu);
 250         unsigned long flags;
 251
 252         spin_lock_irqsave(lock, flags);
 253         p->pending_ipi |= 1 << op;
 254         gsc_writel(IPI_IRQ - CPU_IRQ_BASE, cpu_data[cpu].hpa);
 255         spin_unlock_irqrestore(lock, flags);
 256 }
 257
 258
 259 static inline void
 260 send_IPI_single(int dest_cpu, enum ipi_message_type op)
 261 {
 262         if (dest_cpu == NO_PROC_ID) {
 263                 BUG();
 264                 return;
 265         }
 266
 267         ipi_send(dest_cpu, op);
 268 }
 269
 270 static inline void
 271 send_IPI_allbutself(enum ipi_message_type op)
 272 {
 273         int i;
 274
 275         for_each_online_cpu(i) {
 276                 if (i != smp_processor_id())
 277                         send_IPI_single(i, op);
 278         }
 279 }
 280
 281
 282 inline void
 283 smp_send_stop(void)     { send_IPI_allbutself(IPI_CPU_STOP); }
 284
 285 static inline void
 286 smp_send_start(void)    { send_IPI_allbutself(IPI_CPU_START); }
 287
 288 void
 289 smp_send_reschedule(int cpu) { send_IPI_single(cpu, IPI_RESCHEDULE); }
 290
 291 void
 292 smp_send_all_nop(void)
 293 {
 294         send_IPI_allbutself(IPI_NOP);
 295 }
 296
 297
 298 /**
 299  * Run a function on all other CPUs.
 300  *  <func>      The function to run. This must be fast and non-blocking.
 301  *  <info>      An arbitrary pointer to pass to the function.
 302  *  <retry>     If true, keep retrying until ready.
 303  *  <wait>      If true, wait until function has completed on other CPUs.
 304  *  [RETURNS]   0 on success, else a negative status code.
 305  *
 306  * Does not return until remote CPUs are nearly ready to execute <func>
 307  * or have executed.
 308  */
 309
 310 int
 311 smp_call_function (void (*func) (void *info), void *info, int retry, int wait)
 312 {
 313         struct smp_call_struct data;
 314         unsigned long timeout;
 315         static DEFINE_SPINLOCK(lock);
 316         int retries = 0;
 317
 318         if (num_online_cpus() < 2)
 319                 return 0;
 320
 321         /* Can deadlock when called with interrupts disabled */
 322         WARN_ON(irqs_disabled());
 323
 324         /* can also deadlock if IPIs are disabled */
 325         WARN_ON((get_eiem() & (1UL<<(CPU_IRQ_MAX - IPI_IRQ))) == 0);
 326
 327
 328         data.func = func;
 329         data.info = info;
 330         data.wait = wait;
 331         atomic_set(&data.unstarted_count, num_online_cpus() - 1);
 332         atomic_set(&data.unfinished_count, num_online_cpus() - 1);
 333
 334         if (retry) {
 335                 spin_lock (&lock);
 336                 while (smp_call_function_data != 0)
 337                         barrier();
 338         }
 339         else {
 340                 spin_lock (&lock);
 341                 if (smp_call_function_data) {
 342                         spin_unlock (&lock);
 343                         return -EBUSY;
 344                 }
 345         }
 346
 347         smp_call_function_data = &data;
 348         spin_unlock (&lock);
 349
 350         /*  Send a message to all other CPUs and wait for them to respond  */
 351         send_IPI_allbutself(IPI_CALL_FUNC);
 352
 353  retry:
 354         /*  Wait for response  */
 355         timeout = jiffies + HZ;
 356         while ( (atomic_read (&data.unstarted_count) > 0) &&
 357                 time_before (jiffies, timeout) )
 358                 barrier ();
 359
 360         if (atomic_read (&data.unstarted_count) > 0) {
 361                 printk(KERN_CRIT "SMP CALL FUNCTION TIMED OUT! (cpu=%d), try %d\n",
 362                       smp_processor_id(), ++retries);
 363                 goto retry;
 364         }
 365         /* We either got one or timed out. Release the lock */
 366
 367         mb();
 368         smp_call_function_data = NULL;
 369
 370         while (wait && atomic_read (&data.unfinished_count) > 0)
 371                         barrier ();
 372
 373         return 0;
 374 }
 375
 376 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function);
 377
 378 /*
 379  * Flush all other CPU's tlb and then mine.  Do this with on_each_cpu()
 380  * as we want to ensure all TLB's flushed before proceeding.
 381  */
 382
 383 void
 384 smp_flush_tlb_all(void)
 385 {
 386         on_each_cpu(flush_tlb_all_local, NULL, 1, 1);
 387 }
 388
 389 /*
 390  * Called by secondaries to update state and initialize CPU registers.
 391  */
 392 static void __init
 393 smp_cpu_init(int cpunum)
 394 {
 395         extern int init_per_cpu(int);  /* arch/parisc/kernel/processor.c */
 396         extern void init_IRQ(void);    /* arch/parisc/kernel/irq.c */
 397         extern void start_cpu_itimer(void); /* arch/parisc/kernel/time.c */
 398
 399         /* Set modes and Enable floating point coprocessor */
 400         (void) init_per_cpu(cpunum);
 401
 402         disable_sr_hashing();
 403
 404         mb();
 405
 406         /* Well, support 2.4 linux scheme as well. */
 407         if (cpu_test_and_set(cpunum, cpu_online_map))
 408         {
 409                 extern void machine_halt(void); /* arch/parisc.../process.c */
 410
 411                 printk(KERN_CRIT "CPU#%d already initialized!\n", cpunum);
 412                 machine_halt();
 413         }
 414
 415         /* Initialise the idle task for this CPU */
 416         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
 417         current->active_mm = &init_mm;
 418         if(current->mm)
 419                 BUG();
 420         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
 421
 422         init_IRQ();   /* make sure no IRQs are enabled or pending */
 423         start_cpu_itimer();
 424 }
 425
 426
 427 /*
 428  * Slaves start using C here. Indirectly called from smp_slave_stext.
 429  * Do what start_kernel() and main() do for boot strap processor (aka monarch)
 430  */
 431 void __init smp_callin(void)
 432 {
 433         int slave_id = cpu_now_booting;
 434 #if 0
 435         void *istack;
 436 #endif
 437
 438         smp_cpu_init(slave_id);
 439         preempt_disable();
 440
 441 #if 0   /* NOT WORKING YET - see entry.S */
 442         istack = (void *)__get_free_pages(GFP_KERNEL,ISTACK_ORDER);
 443         if (istack == NULL) {
 444             printk(KERN_CRIT "Failed to allocate interrupt stack for cpu %d\n",slave_id);
 445             BUG();
 446         }
 447         mtctl(istack,31);
 448 #endif
 449
 450         flush_cache_all_local(); /* start with known state */
 451         flush_tlb_all_local(NULL);
 452
 453         local_irq_enable();  /* Interrupts have been off until now */
 454
 455         cpu_idle();      /* Wait for timer to schedule some work */
 456
 457         /* NOTREACHED */
 458         panic("smp_callin() AAAAaaaaahhhh....\n");
 459 }
 460
 461 /*
 462  * Bring one cpu online.
 463  */
 464 int __cpuinit smp_boot_one_cpu(int cpuid)
 465 {
 466         struct task_struct *idle;
 467         long timeout;
 468
 469         /*
 470          * Create an idle task for this CPU.  Note the address wed* give
 471          * to kernel_thread is irrelevant -- it's going to start
 472          * where OS_BOOT_RENDEVZ vector in SAL says to start.  But
 473          * this gets all the other task-y sort of data structures set
 474          * up like we wish.   We need to pull the just created idle task
 475          * off the run queue and stuff it into the init_tasks[] array.
 476          * Sheesh . . .
 477          */
 478
 479         idle = fork_idle(cpuid);
 480         if (IS_ERR(idle))
 481                 panic("SMP: fork failed for CPU:%d", cpuid);
 482
 483         task_thread_info(idle)->cpu = cpuid;
 484
 485         /* Let _start know what logical CPU we're booting
 486         ** (offset into init_tasks[],cpu_data[])
 487         */
 488         cpu_now_booting = cpuid;
 489
 490         /*
 491         ** boot strap code needs to know the task address since
 492         ** it also contains the process stack.
 493         */
 494         smp_init_current_idle_task = idle ;
 495         mb();
 496
 497         printk("Releasing cpu %d now, hpa=%lx\n", cpuid, cpu_data[cpuid].hpa);
 498
 499         /*
 500         ** This gets PDC to release the CPU from a very tight loop.
 501         **
 502         ** From the PA-RISC 2.0 Firmware Architecture Reference Specification:
 503         ** "The MEM_RENDEZ vector specifies the location of OS_RENDEZ which
 504         ** is executed after receiving the rendezvous signal (an interrupt to
 505         ** EIR{0}). MEM_RENDEZ is valid only when it is nonzero and the
 506         ** contents of memory are valid."
 507         */
 508         gsc_writel(TIMER_IRQ - CPU_IRQ_BASE, cpu_data[cpuid].hpa);
 509         mb();
 510
 511         /*
 512          * OK, wait a bit for that CPU to finish staggering about.
 513          * Slave will set a bit when it reaches smp_cpu_init().
 514          * Once the "monarch CPU" sees the bit change, it can move on.
 515          */
 516         for (timeout = 0; timeout < 10000; timeout++) {
 517                 if(cpu_online(cpuid)) {
 518                         /* Which implies Slave has started up */
 519                         cpu_now_booting = 0;
 520                         smp_init_current_idle_task = NULL;
 521                         goto alive ;
 522                 }
 523                 udelay(100);
 524                 barrier();
 525         }
 526
 527         put_task_struct(idle);
 528         idle = NULL;
 529
 530         printk(KERN_CRIT "SMP: CPU:%d is stuck.\n", cpuid);
 531         return -1;
 532
 533 alive:
 534         /* Remember the Slave data */
 535         smp_debug(100, KERN_DEBUG "SMP: CPU:%d came alive after %ld _us\n",
 536                 cpuid, timeout * 100);
 537         return 0;
 538 }
 539
 540 void __devinit smp_prepare_boot_cpu(void)
 541 {
 542         int bootstrap_processor=cpu_data[0].cpuid;      /* CPU ID of BSP */
 543
 544         /* Setup BSP mappings */
 545         printk("SMP: bootstrap CPU ID is %d\n",bootstrap_processor);
 546
 547         cpu_set(bootstrap_processor, cpu_online_map);
 548         cpu_set(bootstrap_processor, cpu_present_map);
 549 }
 550
 551
 552
 553 /*
 554 ** inventory.c:do_inventory() hasn't yet been run and thus we
 555 ** don't 'discover' the additional CPUs until later.
 556 */
 557 void __init smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
 558 {
 559         cpus_clear(cpu_present_map);
 560         cpu_set(0, cpu_present_map);
 561
 562         parisc_max_cpus = max_cpus;
 563         if (!max_cpus)
 564                 printk(KERN_INFO "SMP mode deactivated.\n");
 565 }
 566
 567
 568 void smp_cpus_done(unsigned int cpu_max)
 569 {
 570         return;
 571 }
 572
 573
 574 int __cpuinit __cpu_up(unsigned int cpu)
 575 {
 576         if (cpu != 0 && cpu < parisc_max_cpus)
 577                 smp_boot_one_cpu(cpu);
 578
 579         return cpu_online(cpu) ? 0 : -ENOSYS;
 580 }
 581
 582 #ifdef CONFIG_PROC_FS
 583 int __init
 584 setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
 585 {
 586         return -EINVAL;
 587 }
 588 #endif