arch/metag/kernel/smp.c

   1 /*
   2  *  Copyright (C) 2009,2010,2011 Imagination Technologies Ltd.
   3  *
   4  *  Copyright (C) 2002 ARM Limited, All Rights Reserved.
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   8  * published by the Free Software Foundation.
   9  */
  10 #include <linux/atomic.h>
  11 #include <linux/delay.h>
  12 #include <linux/init.h>
  13 #include <linux/spinlock.h>
  14 #include <linux/sched.h>
  15 #include <linux/interrupt.h>
  16 #include <linux/cache.h>
  17 #include <linux/profile.h>
  18 #include <linux/errno.h>
  19 #include <linux/mm.h>
  20 #include <linux/err.h>
  21 #include <linux/cpu.h>
  22 #include <linux/smp.h>
  23 #include <linux/seq_file.h>
  24 #include <linux/irq.h>
  25 #include <linux/bootmem.h>
  26
  27 #include <asm/cacheflush.h>
  28 #include <asm/cachepart.h>
  29 #include <asm/core_reg.h>
  30 #include <asm/cpu.h>
  31 #include <asm/mmu_context.h>
  32 #include <asm/pgtable.h>
  33 #include <asm/pgalloc.h>
  34 #include <asm/processor.h>
  35 #include <asm/setup.h>
  36 #include <asm/tlbflush.h>
  37 #include <asm/hwthread.h>
  38 #include <asm/traps.h>
  39
  40 DECLARE_PER_CPU(PTBI, pTBI);
  41
  42 void *secondary_data_stack;
  43
  44 /*
  45  * structures for inter-processor calls
  46  * - A collection of single bit ipi messages.
  47  */
  48 struct ipi_data {
  49         spinlock_t lock;
  50         unsigned long ipi_count;
  51         unsigned long bits;
  52 };
  53
  54 static DEFINE_PER_CPU(struct ipi_data, ipi_data) = {
  55         .lock   = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(ipi_data.lock),
  56 };
  57
  58 static DEFINE_SPINLOCK(boot_lock);
  59
  60 /*
  61  * "thread" is assumed to be a valid Meta hardware thread ID.
  62  */
  63 int __cpuinit boot_secondary(unsigned int thread, struct task_struct *idle)
  64 {
  65         u32 val;
  66
  67         /*
  68          * set synchronisation state between this boot processor
  69          * and the secondary one
  70          */
  71         spin_lock(&boot_lock);
  72
  73         core_reg_write(TXUPC_ID, 0, thread, (unsigned int)secondary_startup);
  74         core_reg_write(TXUPC_ID, 1, thread, 0);
  75
  76         /*
  77          * Give the thread privilege (PSTAT) and clear potentially problematic
  78          * bits in the process (namely ISTAT, CBMarker, CBMarkerI, LSM_STEP).
  79          */
  80         core_reg_write(TXUCT_ID, TXSTATUS_REGNUM, thread, TXSTATUS_PSTAT_BIT);
  81
  82         /* Clear the minim enable bit. */
  83         val = core_reg_read(TXUCT_ID, TXPRIVEXT_REGNUM, thread);
  84         core_reg_write(TXUCT_ID, TXPRIVEXT_REGNUM, thread, val & ~0x80);
  85
  86         /*
  87          * set the ThreadEnable bit (0x1) in the TXENABLE register
  88          * for the specified thread - off it goes!
  89          */
  90         val = core_reg_read(TXUCT_ID, TXENABLE_REGNUM, thread);
  91         core_reg_write(TXUCT_ID, TXENABLE_REGNUM, thread, val | 0x1);
  92
  93         /*
  94          * now the secondary core is starting up let it run its
  95          * calibrations, then wait for it to finish
  96          */
  97         spin_unlock(&boot_lock);
  98
  99         return 0;
 100 }
 101
 102 int __cpuinit __cpu_up(unsigned int cpu, struct task_struct *idle)
 103 {
 104         unsigned int thread = cpu_2_hwthread_id[cpu];
 105         int ret;
 106
 107         load_pgd(swapper_pg_dir, thread);
 108
 109         flush_tlb_all();
 110
 111         /*
 112          * Tell the secondary CPU where to find its idle thread's stack.
 113          */
 114         secondary_data_stack = task_stack_page(idle);
 115
 116         wmb();
 117
 118         /*
 119          * Now bring the CPU into our world.
 120          */
 121         ret = boot_secondary(thread, idle);
 122         if (ret == 0) {
 123                 unsigned long timeout;
 124
 125                 /*
 126                  * CPU was successfully started, wait for it
 127                  * to come online or time out.
 128                  */
 129                 timeout = jiffies + HZ;
 130                 while (time_before(jiffies, timeout)) {
 131                         if (cpu_online(cpu))
 132                                 break;
 133
 134                         udelay(10);
 135                         barrier();
 136                 }
 137
 138                 if (!cpu_online(cpu))
 139                         ret = -EIO;
 140         }
 141
 142         secondary_data_stack = NULL;
 143
 144         if (ret) {
 145                 pr_crit("CPU%u: processor failed to boot\n", cpu);
 146
 147                 /*
 148                  * FIXME: We need to clean up the new idle thread. --rmk
 149                  */
 150         }
 151
 152         return ret;
 153 }
 154
 155 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 156 static DECLARE_COMPLETION(cpu_killed);
 157
 158 /*
 159  * __cpu_disable runs on the processor to be shutdown.
 160  */
 161 int __cpuexit __cpu_disable(void)
 162 {
 163         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 164         struct task_struct *p;
 165
 166         /*
 167          * Take this CPU offline.  Once we clear this, we can't return,
 168          * and we must not schedule until we're ready to give up the cpu.
 169          */
 170         set_cpu_online(cpu, false);
 171
 172         /*
 173          * OK - migrate IRQs away from this CPU
 174          */
 175         migrate_irqs();
 176
 177         /*
 178          * Flush user cache and TLB mappings, and then remove this CPU
 179          * from the vm mask set of all processes.
 180          */
 181         flush_cache_all();
 182         local_flush_tlb_all();
 183
 184         read_lock(&tasklist_lock);
 185         for_each_process(p) {
 186                 if (p->mm)
 187                         cpumask_clear_cpu(cpu, mm_cpumask(p->mm));
 188         }
 189         read_unlock(&tasklist_lock);
 190
 191         return 0;
 192 }
 193
 194 /*
 195  * called on the thread which is asking for a CPU to be shutdown -
 196  * waits until shutdown has completed, or it is timed out.
 197  */
 198 void __cpuexit __cpu_die(unsigned int cpu)
 199 {
 200         if (!wait_for_completion_timeout(&cpu_killed, msecs_to_jiffies(1)))
 201                 pr_err("CPU%u: unable to kill\n", cpu);
 202 }
 203
 204 /*
 205  * Called from the idle thread for the CPU which has been shutdown.
 206  *
 207  * Note that we do not return from this function. If this cpu is
 208  * brought online again it will need to run secondary_startup().
 209  */
 210 void __cpuexit cpu_die(void)
 211 {
 212         local_irq_disable();
 213         idle_task_exit();
 214
 215         complete(&cpu_killed);
 216
 217         asm ("XOR       TXENABLE, D0Re0,D0Re0\n");
 218 }
 219 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
 220
 221 /*
 222  * Called by both boot and secondaries to move global data into
 223  * per-processor storage.
 224  */
 225 void __cpuinit smp_store_cpu_info(unsigned int cpuid)
 226 {
 227         struct cpuinfo_metag *cpu_info = &per_cpu(cpu_data, cpuid);
 228
 229         cpu_info->loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
 230 }
 231
 232 /*
 233  * This is the secondary CPU boot entry.  We're using this CPUs
 234  * idle thread stack and the global page tables.
 235  */
 236 asmlinkage void secondary_start_kernel(void)
 237 {
 238         struct mm_struct *mm = &init_mm;
 239         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 240
 241         /*
 242          * All kernel threads share the same mm context; grab a
 243          * reference and switch to it.
 244          */
 245         atomic_inc(&mm->mm_users);
 246         atomic_inc(&mm->mm_count);
 247         current->active_mm = mm;
 248         cpumask_set_cpu(cpu, mm_cpumask(mm));
 249         enter_lazy_tlb(mm, current);
 250         local_flush_tlb_all();
 251
 252         /*
 253          * TODO: Some day it might be useful for each Linux CPU to
 254          * have its own TBI structure. That would allow each Linux CPU
 255          * to run different interrupt handlers for the same IRQ
 256          * number.
 257          *
 258          * For now, simply copying the pointer to the boot CPU's TBI
 259          * structure is sufficient because we always want to run the
 260          * same interrupt handler whatever CPU takes the interrupt.
 261          */
 262         per_cpu(pTBI, cpu) = __TBI(TBID_ISTAT_BIT);
 263
 264         if (!per_cpu(pTBI, cpu))
 265                 panic("No TBI found!");
 266
 267         per_cpu_trap_init(cpu);
 268
 269         preempt_disable();
 270
 271         setup_priv();
 272
 273         /*
 274          * Enable local interrupts.
 275          */
 276         tbi_startup_interrupt(TBID_SIGNUM_TRT);
 277         notify_cpu_starting(cpu);
 278         local_irq_enable();
 279
 280         pr_info("CPU%u (thread %u): Booted secondary processor\n",
 281                 cpu, cpu_2_hwthread_id[cpu]);
 282
 283         calibrate_delay();
 284         smp_store_cpu_info(cpu);
 285
 286         /*
 287          * OK, now it's safe to let the boot CPU continue
 288          */
 289         set_cpu_online(cpu, true);
 290
 291         /*
 292          * Check for cache aliasing.
 293          * Preemption is disabled
 294          */
 295         check_for_cache_aliasing(cpu);
 296
 297         /*
 298          * OK, it's off to the idle thread for us
 299          */
 300         cpu_idle();
 301 }
 302
 303 void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
 304 {
 305         int cpu;
 306         unsigned long bogosum = 0;
 307
 308         for_each_online_cpu(cpu)
 309                 bogosum += per_cpu(cpu_data, cpu).loops_per_jiffy;
 310
 311         pr_info("SMP: Total of %d processors activated (%lu.%02lu BogoMIPS).\n",
 312                 num_online_cpus(),
 313                 bogosum / (500000/HZ),
 314                 (bogosum / (5000/HZ)) % 100);
 315 }
 316
 317 void __init smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
 318 {
 319         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 320
 321         init_new_context(current, &init_mm);
 322         current_thread_info()->cpu = cpu;
 323
 324         smp_store_cpu_info(cpu);
 325         init_cpu_present(cpu_possible_mask);
 326 }
 327
 328 void __init smp_prepare_boot_cpu(void)
 329 {
 330         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 331
 332         per_cpu(pTBI, cpu) = __TBI(TBID_ISTAT_BIT);
 333
 334         if (!per_cpu(pTBI, cpu))
 335                 panic("No TBI found!");
 336 }
 337
 338 static void smp_cross_call(cpumask_t callmap, enum ipi_msg_type msg);
 339
 340 static void send_ipi_message(const struct cpumask *mask, enum ipi_msg_type msg)
 341 {
 342         unsigned long flags;
 343         unsigned int cpu;
 344         cpumask_t map;
 345
 346         cpumask_clear(&map);
 347         local_irq_save(flags);
 348
 349         for_each_cpu(cpu, mask) {
 350                 struct ipi_data *ipi = &per_cpu(ipi_data, cpu);
 351
 352                 spin_lock(&ipi->lock);
 353
 354                 /*
 355                  * KICK interrupts are queued in hardware so we'll get
 356                  * multiple interrupts if we call smp_cross_call()
 357                  * multiple times for one msg. The problem is that we
 358                  * only have one bit for each message - we can't queue
 359                  * them in software.
 360                  *
 361                  * The first time through ipi_handler() we'll clear
 362                  * the msg bit, having done all the work. But when we
 363                  * return we'll get _another_ interrupt (and another,
 364                  * and another until we've handled all the queued
 365                  * KICKs). Running ipi_handler() when there's no work
 366                  * to do is bad because that's how kick handler
 367                  * chaining detects who the KICK was intended for.
 368                  * See arch/metag/kernel/kick.c for more details.
 369                  *
 370                  * So only add 'cpu' to 'map' if we haven't already
 371                  * queued a KICK interrupt for 'msg'.
 372                  */
 373                 if (!(ipi->bits & (1 << msg))) {
 374                         ipi->bits |= 1 << msg;
 375                         cpumask_set_cpu(cpu, &map);
 376                 }
 377
 378                 spin_unlock(&ipi->lock);
 379         }
 380
 381         /*
 382          * Call the platform specific cross-CPU call function.
 383          */
 384         smp_cross_call(map, msg);
 385
 386         local_irq_restore(flags);
 387 }
 388
 389 void arch_send_call_function_ipi_mask(const struct cpumask *mask)
 390 {
 391         send_ipi_message(mask, IPI_CALL_FUNC);
 392 }
 393
 394 void arch_send_call_function_single_ipi(int cpu)
 395 {
 396         send_ipi_message(cpumask_of(cpu), IPI_CALL_FUNC_SINGLE);
 397 }
 398
 399 void show_ipi_list(struct seq_file *p)
 400 {
 401         unsigned int cpu;
 402
 403         seq_puts(p, "IPI:");
 404
 405         for_each_present_cpu(cpu)
 406                 seq_printf(p, " %10lu", per_cpu(ipi_data, cpu).ipi_count);
 407
 408         seq_putc(p, '\n');
 409 }
 410
 411 static DEFINE_SPINLOCK(stop_lock);
 412
 413 /*
 414  * Main handler for inter-processor interrupts
 415  *
 416  * For Meta, the ipimask now only identifies a single
 417  * category of IPI (Bit 1 IPIs have been replaced by a
 418  * different mechanism):
 419  *
 420  *  Bit 0 - Inter-processor function call
 421  */
 422 static int do_IPI(struct pt_regs *regs)
 423 {
 424         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 425         struct ipi_data *ipi = &per_cpu(ipi_data, cpu);
 426         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
 427         unsigned long msgs, nextmsg;
 428         int handled = 0;
 429
 430         ipi->ipi_count++;
 431
 432         spin_lock(&ipi->lock);
 433         msgs = ipi->bits;
 434         nextmsg = msgs & -msgs;
 435         ipi->bits &= ~nextmsg;
 436         spin_unlock(&ipi->lock);
 437
 438         if (nextmsg) {
 439                 handled = 1;
 440
 441                 nextmsg = ffz(~nextmsg);
 442                 switch (nextmsg) {
 443                 case IPI_RESCHEDULE:
 444                         scheduler_ipi();
 445                         break;
 446
 447                 case IPI_CALL_FUNC:
 448                         generic_smp_call_function_interrupt();
 449                         break;
 450
 451                 case IPI_CALL_FUNC_SINGLE:
 452                         generic_smp_call_function_single_interrupt();
 453                         break;
 454
 455                 default:
 456                         pr_crit("CPU%u: Unknown IPI message 0x%lx\n",
 457                                 cpu, nextmsg);
 458                         break;
 459                 }
 460         }
 461
 462         set_irq_regs(old_regs);
 463
 464         return handled;
 465 }
 466
 467 void smp_send_reschedule(int cpu)
 468 {
 469         send_ipi_message(cpumask_of(cpu), IPI_RESCHEDULE);
 470 }
 471
 472 static void stop_this_cpu(void *data)
 473 {
 474         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 475
 476         if (system_state == SYSTEM_BOOTING ||
 477             system_state == SYSTEM_RUNNING) {
 478                 spin_lock(&stop_lock);
 479                 pr_crit("CPU%u: stopping\n", cpu);
 480                 dump_stack();
 481                 spin_unlock(&stop_lock);
 482         }
 483
 484         set_cpu_online(cpu, false);
 485
 486         local_irq_disable();
 487
 488         hard_processor_halt(HALT_OK);
 489 }
 490
 491 void smp_send_stop(void)
 492 {
 493         smp_call_function(stop_this_cpu, NULL, 0);
 494 }
 495
 496 /*
 497  * not supported here
 498  */
 499 int setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
 500 {
 501         return -EINVAL;
 502 }
 503
 504 /*
 505  * We use KICKs for inter-processor interrupts.
 506  *
 507  * For every CPU in "callmap" the IPI data must already have been
 508  * stored in that CPU's "ipi_data" member prior to calling this
 509  * function.
 510  */
 511 static void kick_raise_softirq(cpumask_t callmap, unsigned int irq)
 512 {
 513         int cpu;
 514
 515         for_each_cpu(cpu, &callmap) {
 516                 unsigned int thread;
 517
 518                 thread = cpu_2_hwthread_id[cpu];
 519
 520                 BUG_ON(thread == BAD_HWTHREAD_ID);
 521
 522                 metag_out32(1, T0KICKI + (thread * TnXKICK_STRIDE));
 523         }
 524 }
 525
 526 static TBIRES ipi_handler(TBIRES State, int SigNum, int Triggers,
 527                    int Inst, PTBI pTBI, int *handled)
 528 {
 529         *handled = do_IPI((struct pt_regs *)State.Sig.pCtx);
 530
 531         return State;
 532 }
 533
 534 static struct kick_irq_handler ipi_irq = {
 535         .func = ipi_handler,
 536 };
 537
 538 static void smp_cross_call(cpumask_t callmap, enum ipi_msg_type msg)
 539 {
 540         kick_raise_softirq(callmap, 1);
 541 }
 542
 543 static inline unsigned int get_core_count(void)
 544 {
 545         int i;
 546         unsigned int ret = 0;
 547
 548         for (i = 0; i < CONFIG_NR_CPUS; i++) {
 549                 if (core_reg_read(TXUCT_ID, TXENABLE_REGNUM, i))
 550                         ret++;
 551         }
 552
 553         return ret;
 554 }
 555
 556 /*
 557  * Initialise the CPU possible map early - this describes the CPUs
 558  * which may be present or become present in the system.
 559  */
 560 void __init smp_init_cpus(void)
 561 {
 562         unsigned int i, ncores = get_core_count();
 563
 564         /* If no hwthread_map early param was set use default mapping */
 565         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++)
 566                 if (cpu_2_hwthread_id[i] == BAD_HWTHREAD_ID) {
 567                         cpu_2_hwthread_id[i] = i;
 568                         hwthread_id_2_cpu[i] = i;
 569                 }
 570
 571         for (i = 0; i < ncores; i++)
 572                 set_cpu_possible(i, true);
 573
 574         kick_register_func(&ipi_irq);
 575 }