arch/powerpc/kernel/smp.c

   1 /*
   2  * SMP support for ppc.
   3  *
   4  * Written by Cort Dougan (cort@cs.nmt.edu) borrowing a great
   5  * deal of code from the sparc and intel versions.
   6  *
   7  * Copyright (C) 1999 Cort Dougan <cort@cs.nmt.edu>
   8  *
   9  * PowerPC-64 Support added by Dave Engebretsen, Peter Bergner, and
  10  * Mike Corrigan {engebret|bergner|mikec}@us.ibm.com
  11  *
  12  *      This program is free software; you can redistribute it and/or
  13  *      modify it under the terms of the GNU General Public License
  14  *      as published by the Free Software Foundation; either version
  15  *      2 of the License, or (at your option) any later version.
  16  */
  17
  18 #undef DEBUG
  19
  20 #include <linux/kernel.h>
  21 #include <linux/export.h>
  22 #include <linux/sched/mm.h>
  23 #include <linux/sched/topology.h>
  24 #include <linux/smp.h>
  25 #include <linux/interrupt.h>
  26 #include <linux/delay.h>
  27 #include <linux/init.h>
  28 #include <linux/spinlock.h>
  29 #include <linux/cache.h>
  30 #include <linux/err.h>
  31 #include <linux/device.h>
  32 #include <linux/cpu.h>
  33 #include <linux/notifier.h>
  34 #include <linux/topology.h>
  35 #include <linux/profile.h>
  36 #include <linux/processor.h>
  37
  38 #include <asm/ptrace.h>
  39 #include <linux/atomic.h>
  40 #include <asm/irq.h>
  41 #include <asm/hw_irq.h>
  42 #include <asm/kvm_ppc.h>
  43 #include <asm/dbell.h>
  44 #include <asm/page.h>
  45 #include <asm/pgtable.h>
  46 #include <asm/prom.h>
  47 #include <asm/smp.h>
  48 #include <asm/time.h>
  49 #include <asm/machdep.h>
  50 #include <asm/cputhreads.h>
  51 #include <asm/cputable.h>
  52 #include <asm/mpic.h>
  53 #include <asm/vdso_datapage.h>
  54 #ifdef CONFIG_PPC64
  55 #include <asm/paca.h>
  56 #endif
  57 #include <asm/vdso.h>
  58 #include <asm/debug.h>
  59 #include <asm/kexec.h>
  60 #include <asm/asm-prototypes.h>
  61 #include <asm/cpu_has_feature.h>
  62
  63 #ifdef DEBUG
  64 #include <asm/udbg.h>
  65 #define DBG(fmt...) udbg_printf(fmt)
  66 #else
  67 #define DBG(fmt...)
  68 #endif
  69
  70 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
  71 /* State of each CPU during hotplug phases */
  72 static DEFINE_PER_CPU(int, cpu_state) = { 0 };
  73 #endif
  74
  75 struct thread_info *secondary_ti;
  76
  77 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, cpu_sibling_map);
  78 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, cpu_l2_cache_map);
  79 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, cpu_core_map);
  80
  81 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(cpu_sibling_map);
  82 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(cpu_l2_cache_map);
  83 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(cpu_core_map);
  84
  85 /* SMP operations for this machine */
  86 struct smp_ops_t *smp_ops;
  87
  88 /* Can't be static due to PowerMac hackery */
  89 volatile unsigned int cpu_callin_map[NR_CPUS];
  90
  91 int smt_enabled_at_boot = 1;
  92
  93 /*
  94  * Returns 1 if the specified cpu should be brought up during boot.
  95  * Used to inhibit booting threads if they've been disabled or
  96  * limited on the command line
  97  */
  98 int smp_generic_cpu_bootable(unsigned int nr)
  99 {
 100         /* Special case - we inhibit secondary thread startup
 101          * during boot if the user requests it.
 102          */
 103         if (system_state < SYSTEM_RUNNING && cpu_has_feature(CPU_FTR_SMT)) {
 104                 if (!smt_enabled_at_boot && cpu_thread_in_core(nr) != 0)
 105                         return 0;
 106                 if (smt_enabled_at_boot
 107                     && cpu_thread_in_core(nr) >= smt_enabled_at_boot)
 108                         return 0;
 109         }
 110
 111         return 1;
 112 }
 113
 114
 115 #ifdef CONFIG_PPC64
 116 int smp_generic_kick_cpu(int nr)
 117 {
 118         if (nr < 0 || nr >= nr_cpu_ids)
 119                 return -EINVAL;
 120
 121         /*
 122          * The processor is currently spinning, waiting for the
 123          * cpu_start field to become non-zero After we set cpu_start,
 124          * the processor will continue on to secondary_start
 125          */
 126         if (!paca_ptrs[nr]->cpu_start) {
 127                 paca_ptrs[nr]->cpu_start = 1;
 128                 smp_mb();
 129                 return 0;
 130         }
 131
 132 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 133         /*
 134          * Ok it's not there, so it might be soft-unplugged, let's
 135          * try to bring it back
 136          */
 137         generic_set_cpu_up(nr);
 138         smp_wmb();
 139         smp_send_reschedule(nr);
 140 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
 141
 142         return 0;
 143 }
 144 #endif /* CONFIG_PPC64 */
 145
 146 static irqreturn_t call_function_action(int irq, void *data)
 147 {
 148         generic_smp_call_function_interrupt();
 149         return IRQ_HANDLED;
 150 }
 151
 152 static irqreturn_t reschedule_action(int irq, void *data)
 153 {
 154         scheduler_ipi();
 155         return IRQ_HANDLED;
 156 }
 157
 158 static irqreturn_t tick_broadcast_ipi_action(int irq, void *data)
 159 {
 160         tick_broadcast_ipi_handler();
 161         return IRQ_HANDLED;
 162 }
 163
 164 #ifdef CONFIG_NMI_IPI
 165 static irqreturn_t nmi_ipi_action(int irq, void *data)
 166 {
 167         smp_handle_nmi_ipi(get_irq_regs());
 168         return IRQ_HANDLED;
 169 }
 170 #endif
 171
 172 static irq_handler_t smp_ipi_action[] = {
 173         [PPC_MSG_CALL_FUNCTION] =  call_function_action,
 174         [PPC_MSG_RESCHEDULE] = reschedule_action,
 175         [PPC_MSG_TICK_BROADCAST] = tick_broadcast_ipi_action,
 176 #ifdef CONFIG_NMI_IPI
 177         [PPC_MSG_NMI_IPI] = nmi_ipi_action,
 178 #endif
 179 };
 180
 181 /*
 182  * The NMI IPI is a fallback and not truly non-maskable. It is simpler
 183  * than going through the call function infrastructure, and strongly
 184  * serialized, so it is more appropriate for debugging.
 185  */
 186 const char *smp_ipi_name[] = {
 187         [PPC_MSG_CALL_FUNCTION] =  "ipi call function",
 188         [PPC_MSG_RESCHEDULE] = "ipi reschedule",
 189         [PPC_MSG_TICK_BROADCAST] = "ipi tick-broadcast",
 190         [PPC_MSG_NMI_IPI] = "nmi ipi",
 191 };
 192
 193 /* optional function to request ipi, for controllers with >= 4 ipis */
 194 int smp_request_message_ipi(int virq, int msg)
 195 {
 196         int err;
 197
 198         if (msg < 0 || msg > PPC_MSG_NMI_IPI)
 199                 return -EINVAL;
 200 #ifndef CONFIG_NMI_IPI
 201         if (msg == PPC_MSG_NMI_IPI)
 202                 return 1;
 203 #endif
 204
 205         err = request_irq(virq, smp_ipi_action[msg],
 206                           IRQF_PERCPU | IRQF_NO_THREAD | IRQF_NO_SUSPEND,
 207                           smp_ipi_name[msg], NULL);
 208         WARN(err < 0, "unable to request_irq %d for %s (rc %d)\n",
 209                 virq, smp_ipi_name[msg], err);
 210
 211         return err;
 212 }
 213
 214 #ifdef CONFIG_PPC_SMP_MUXED_IPI
 215 struct cpu_messages {
 216         long messages;                  /* current messages */
 217 };
 218 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct cpu_messages, ipi_message);
 219
 220 void smp_muxed_ipi_set_message(int cpu, int msg)
 221 {
 222         struct cpu_messages *info = &per_cpu(ipi_message, cpu);
 223         char *message = (char *)&info->messages;
 224
 225         /*
 226          * Order previous accesses before accesses in the IPI handler.
 227          */
 228         smp_mb();
 229         message[msg] = 1;
 230 }
 231
 232 void smp_muxed_ipi_message_pass(int cpu, int msg)
 233 {
 234         smp_muxed_ipi_set_message(cpu, msg);
 235
 236         /*
 237          * cause_ipi functions are required to include a full barrier
 238          * before doing whatever causes the IPI.
 239          */
 240         smp_ops->cause_ipi(cpu);
 241 }
 242
 243 #ifdef __BIG_ENDIAN__
 244 #define IPI_MESSAGE(A) (1uL << ((BITS_PER_LONG - 8) - 8 * (A)))
 245 #else
 246 #define IPI_MESSAGE(A) (1uL << (8 * (A)))
 247 #endif
 248
 249 irqreturn_t smp_ipi_demux(void)
 250 {
 251         mb();   /* order any irq clear */
 252
 253         return smp_ipi_demux_relaxed();
 254 }
 255
 256 /* sync-free variant. Callers should ensure synchronization */
 257 irqreturn_t smp_ipi_demux_relaxed(void)
 258 {
 259         struct cpu_messages *info;
 260         unsigned long all;
 261
 262         info = this_cpu_ptr(&ipi_message);
 263         do {
 264                 all = xchg(&info->messages, 0);
 265 #if defined(CONFIG_KVM_XICS) && defined(CONFIG_KVM_BOOK3S_HV_POSSIBLE)
 266                 /*
 267                  * Must check for PPC_MSG_RM_HOST_ACTION messages
 268                  * before PPC_MSG_CALL_FUNCTION messages because when
 269                  * a VM is destroyed, we call kick_all_cpus_sync()
 270                  * to ensure that any pending PPC_MSG_RM_HOST_ACTION
 271                  * messages have completed before we free any VCPUs.
 272                  */
 273                 if (all & IPI_MESSAGE(PPC_MSG_RM_HOST_ACTION))
 274                         kvmppc_xics_ipi_action();
 275 #endif
 276                 if (all & IPI_MESSAGE(PPC_MSG_CALL_FUNCTION))
 277                         generic_smp_call_function_interrupt();
 278                 if (all & IPI_MESSAGE(PPC_MSG_RESCHEDULE))
 279                         scheduler_ipi();
 280                 if (all & IPI_MESSAGE(PPC_MSG_TICK_BROADCAST))
 281                         tick_broadcast_ipi_handler();
 282 #ifdef CONFIG_NMI_IPI
 283                 if (all & IPI_MESSAGE(PPC_MSG_NMI_IPI))
 284                         nmi_ipi_action(0, NULL);
 285 #endif
 286         } while (info->messages);
 287
 288         return IRQ_HANDLED;
 289 }
 290 #endif /* CONFIG_PPC_SMP_MUXED_IPI */
 291
 292 static inline void do_message_pass(int cpu, int msg)
 293 {
 294         if (smp_ops->message_pass)
 295                 smp_ops->message_pass(cpu, msg);
 296 #ifdef CONFIG_PPC_SMP_MUXED_IPI
 297         else
 298                 smp_muxed_ipi_message_pass(cpu, msg);
 299 #endif
 300 }
 301
 302 void smp_send_reschedule(int cpu)
 303 {
 304         if (likely(smp_ops))
 305                 do_message_pass(cpu, PPC_MSG_RESCHEDULE);
 306 }
 307 EXPORT_SYMBOL_GPL(smp_send_reschedule);
 308
 309 void arch_send_call_function_single_ipi(int cpu)
 310 {
 311         do_message_pass(cpu, PPC_MSG_CALL_FUNCTION);
 312 }
 313
 314 void arch_send_call_function_ipi_mask(const struct cpumask *mask)
 315 {
 316         unsigned int cpu;
 317
 318         for_each_cpu(cpu, mask)
 319                 do_message_pass(cpu, PPC_MSG_CALL_FUNCTION);
 320 }
 321
 322 #ifdef CONFIG_NMI_IPI
 323
 324 /*
 325  * "NMI IPI" system.
 326  *
 327  * NMI IPIs may not be recoverable, so should not be used as ongoing part of
 328  * a running system. They can be used for crash, debug, halt/reboot, etc.
 329  *
 330  * NMI IPIs are globally single threaded. No more than one in progress at
 331  * any time.
 332  *
 333  * The IPI call waits with interrupts disabled until all targets enter the
 334  * NMI handler, then the call returns.
 335  *
 336  * No new NMI can be initiated until targets exit the handler.
 337  *
 338  * The IPI call may time out without all targets entering the NMI handler.
 339  * In that case, there is some logic to recover (and ignore subsequent
 340  * NMI interrupts that may eventually be raised), but the platform interrupt
 341  * handler may not be able to distinguish this from other exception causes,
 342  * which may cause a crash.
 343  */
 344
 345 static atomic_t __nmi_ipi_lock = ATOMIC_INIT(0);
 346 static struct cpumask nmi_ipi_pending_mask;
 347 static int nmi_ipi_busy_count = 0;
 348 static void (*nmi_ipi_function)(struct pt_regs *) = NULL;
 349
 350 static void nmi_ipi_lock_start(unsigned long *flags)
 351 {
 352         raw_local_irq_save(*flags);
 353         hard_irq_disable();
 354         while (atomic_cmpxchg(&__nmi_ipi_lock, 0, 1) == 1) {
 355                 raw_local_irq_restore(*flags);
 356                 spin_until_cond(atomic_read(&__nmi_ipi_lock) == 0);
 357                 raw_local_irq_save(*flags);
 358                 hard_irq_disable();
 359         }
 360 }
 361
 362 static void nmi_ipi_lock(void)
 363 {
 364         while (atomic_cmpxchg(&__nmi_ipi_lock, 0, 1) == 1)
 365                 spin_until_cond(atomic_read(&__nmi_ipi_lock) == 0);
 366 }
 367
 368 static void nmi_ipi_unlock(void)
 369 {
 370         smp_mb();
 371         WARN_ON(atomic_read(&__nmi_ipi_lock) != 1);
 372         atomic_set(&__nmi_ipi_lock, 0);
 373 }
 374
 375 static void nmi_ipi_unlock_end(unsigned long *flags)
 376 {
 377         nmi_ipi_unlock();
 378         raw_local_irq_restore(*flags);
 379 }
 380
 381 /*
 382  * Platform NMI handler calls this to ack
 383  */
 384 int smp_handle_nmi_ipi(struct pt_regs *regs)
 385 {
 386         void (*fn)(struct pt_regs *);
 387         unsigned long flags;
 388         int me = raw_smp_processor_id();
 389         int ret = 0;
 390
 391         /*
 392          * Unexpected NMIs are possible here because the interrupt may not
 393          * be able to distinguish NMI IPIs from other types of NMIs, or
 394          * because the caller may have timed out.
 395          */
 396         nmi_ipi_lock_start(&flags);
 397         if (!nmi_ipi_busy_count)
 398                 goto out;
 399         if (!cpumask_test_cpu(me, &nmi_ipi_pending_mask))
 400                 goto out;
 401
 402         fn = nmi_ipi_function;
 403         if (!fn)
 404                 goto out;
 405
 406         cpumask_clear_cpu(me, &nmi_ipi_pending_mask);
 407         nmi_ipi_busy_count++;
 408         nmi_ipi_unlock();
 409
 410         ret = 1;
 411
 412         fn(regs);
 413
 414         nmi_ipi_lock();
 415         nmi_ipi_busy_count--;
 416 out:
 417         nmi_ipi_unlock_end(&flags);
 418
 419         return ret;
 420 }
 421
 422 static void do_smp_send_nmi_ipi(int cpu)
 423 {
 424         if (smp_ops->cause_nmi_ipi && smp_ops->cause_nmi_ipi(cpu))
 425                 return;
 426
 427         if (cpu >= 0) {
 428                 do_message_pass(cpu, PPC_MSG_NMI_IPI);
 429         } else {
 430                 int c;
 431
 432                 for_each_online_cpu(c) {
 433                         if (c == raw_smp_processor_id())
 434                                 continue;
 435                         do_message_pass(c, PPC_MSG_NMI_IPI);
 436                 }
 437         }
 438 }
 439
 440 void smp_flush_nmi_ipi(u64 delay_us)
 441 {
 442         unsigned long flags;
 443
 444         nmi_ipi_lock_start(&flags);
 445         while (nmi_ipi_busy_count) {
 446                 nmi_ipi_unlock_end(&flags);
 447                 udelay(1);
 448                 if (delay_us) {
 449                         delay_us--;
 450                         if (!delay_us)
 451                                 return;
 452                 }
 453                 nmi_ipi_lock_start(&flags);
 454         }
 455         nmi_ipi_unlock_end(&flags);
 456 }
 457
 458 /*
 459  * - cpu is the target CPU (must not be this CPU), or NMI_IPI_ALL_OTHERS.
 460  * - fn is the target callback function.
 461  * - delay_us > 0 is the delay before giving up waiting for targets to
 462  *   enter the handler, == 0 specifies indefinite delay.
 463  */
 464 int smp_send_nmi_ipi(int cpu, void (*fn)(struct pt_regs *), u64 delay_us)
 465 {
 466         unsigned long flags;
 467         int me = raw_smp_processor_id();
 468         int ret = 1;
 469
 470         BUG_ON(cpu == me);
 471         BUG_ON(cpu < 0 && cpu != NMI_IPI_ALL_OTHERS);
 472
 473         if (unlikely(!smp_ops))
 474                 return 0;
 475
 476         /* Take the nmi_ipi_busy count/lock with interrupts hard disabled */
 477         nmi_ipi_lock_start(&flags);
 478         while (nmi_ipi_busy_count) {
 479                 nmi_ipi_unlock_end(&flags);
 480                 spin_until_cond(nmi_ipi_busy_count == 0);
 481                 nmi_ipi_lock_start(&flags);
 482         }
 483
 484         nmi_ipi_function = fn;
 485
 486         if (cpu < 0) {
 487                 /* ALL_OTHERS */
 488                 cpumask_copy(&nmi_ipi_pending_mask, cpu_online_mask);
 489                 cpumask_clear_cpu(me, &nmi_ipi_pending_mask);
 490         } else {
 491                 /* cpumask starts clear */
 492                 cpumask_set_cpu(cpu, &nmi_ipi_pending_mask);
 493         }
 494         nmi_ipi_busy_count++;
 495         nmi_ipi_unlock();
 496
 497         do_smp_send_nmi_ipi(cpu);
 498
 499         while (!cpumask_empty(&nmi_ipi_pending_mask)) {
 500                 udelay(1);
 501                 if (delay_us) {
 502                         delay_us--;
 503                         if (!delay_us)
 504                                 break;
 505                 }
 506         }
 507
 508         nmi_ipi_lock();
 509         if (!cpumask_empty(&nmi_ipi_pending_mask)) {
 510                 /* Could not gather all CPUs */
 511                 ret = 0;
 512                 cpumask_clear(&nmi_ipi_pending_mask);
 513         }
 514         nmi_ipi_busy_count--;
 515         nmi_ipi_unlock_end(&flags);
 516
 517         return ret;
 518 }
 519 #endif /* CONFIG_NMI_IPI */
 520
 521 #ifdef CONFIG_GENERIC_CLOCKEVENTS_BROADCAST
 522 void tick_broadcast(const struct cpumask *mask)
 523 {
 524         unsigned int cpu;
 525
 526         for_each_cpu(cpu, mask)
 527                 do_message_pass(cpu, PPC_MSG_TICK_BROADCAST);
 528 }
 529 #endif
 530
 531 #ifdef CONFIG_DEBUGGER
 532 void debugger_ipi_callback(struct pt_regs *regs)
 533 {
 534         debugger_ipi(regs);
 535 }
 536
 537 void smp_send_debugger_break(void)
 538 {
 539         smp_send_nmi_ipi(NMI_IPI_ALL_OTHERS, debugger_ipi_callback, 1000000);
 540 }
 541 #endif
 542
 543 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
 544 void crash_send_ipi(void (*crash_ipi_callback)(struct pt_regs *))
 545 {
 546         int cpu;
 547
 548         smp_send_nmi_ipi(NMI_IPI_ALL_OTHERS, crash_ipi_callback, 1000000);
 549         if (kdump_in_progress() && crash_wake_offline) {
 550                 for_each_present_cpu(cpu) {
 551                         if (cpu_online(cpu))
 552                                 continue;
 553                         /*
 554                          * crash_ipi_callback will wait for
 555                          * all cpus, including offline CPUs.
 556                          * We don't care about nmi_ipi_function.
 557                          * Offline cpus will jump straight into
 558                          * crash_ipi_callback, we can skip the
 559                          * entire NMI dance and waiting for
 560                          * cpus to clear pending mask, etc.
 561                          */
 562                         do_smp_send_nmi_ipi(cpu);
 563                 }
 564         }
 565 }
 566 #endif
 567
 568 #ifdef CONFIG_NMI_IPI
 569 static void nmi_stop_this_cpu(struct pt_regs *regs)
 570 {
 571         /*
 572          * This is a special case because it never returns, so the NMI IPI
 573          * handling would never mark it as done, which makes any later
 574          * smp_send_nmi_ipi() call spin forever. Mark it done now.
 575          *
 576          * IRQs are already hard disabled by the smp_handle_nmi_ipi.
 577          */
 578         nmi_ipi_lock();
 579         nmi_ipi_busy_count--;
 580         nmi_ipi_unlock();
 581
 582         /* Remove this CPU */
 583         set_cpu_online(smp_processor_id(), false);
 584
 585         spin_begin();
 586         while (1)
 587                 spin_cpu_relax();
 588 }
 589
 590 void smp_send_stop(void)
 591 {
 592         smp_send_nmi_ipi(NMI_IPI_ALL_OTHERS, nmi_stop_this_cpu, 1000000);
 593 }
 594
 595 #else /* CONFIG_NMI_IPI */
 596
 597 static void stop_this_cpu(void *dummy)
 598 {
 599         /* Remove this CPU */
 600         set_cpu_online(smp_processor_id(), false);
 601
 602         hard_irq_disable();
 603         spin_begin();
 604         while (1)
 605                 spin_cpu_relax();
 606 }
 607
 608 void smp_send_stop(void)
 609 {
 610         static bool stopped = false;
 611
 612         /*
 613          * Prevent waiting on csd lock from a previous smp_send_stop.
 614          * This is racy, but in general callers try to do the right
 615          * thing and only fire off one smp_send_stop (e.g., see
 616          * kernel/panic.c)
 617          */
 618         if (stopped)
 619                 return;
 620
 621         stopped = true;
 622
 623         smp_call_function(stop_this_cpu, NULL, 0);
 624 }
 625 #endif /* CONFIG_NMI_IPI */
 626
 627 struct thread_info *current_set[NR_CPUS];
 628
 629 static void smp_store_cpu_info(int id)
 630 {
 631         per_cpu(cpu_pvr, id) = mfspr(SPRN_PVR);
 632 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 633         per_cpu(next_tlbcam_idx, id)
 634                 = (mfspr(SPRN_TLB1CFG) & TLBnCFG_N_ENTRY) - 1;
 635 #endif
 636 }
 637
 638 /*
 639  * Relationships between CPUs are maintained in a set of per-cpu cpumasks so
 640  * rather than just passing around the cpumask we pass around a function that
 641  * returns the that cpumask for the given CPU.
 642  */
 643 static void set_cpus_related(int i, int j, struct cpumask *(*get_cpumask)(int))
 644 {
 645         cpumask_set_cpu(i, get_cpumask(j));
 646         cpumask_set_cpu(j, get_cpumask(i));
 647 }
 648
 649 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 650 static void set_cpus_unrelated(int i, int j,
 651                 struct cpumask *(*get_cpumask)(int))
 652 {
 653         cpumask_clear_cpu(i, get_cpumask(j));
 654         cpumask_clear_cpu(j, get_cpumask(i));
 655 }
 656 #endif
 657
 658 void __init smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
 659 {
 660         unsigned int cpu;
 661
 662         DBG("smp_prepare_cpus\n");
 663
 664         /*
 665          * setup_cpu may need to be called on the boot cpu. We havent
 666          * spun any cpus up but lets be paranoid.
 667          */
 668         BUG_ON(boot_cpuid != smp_processor_id());
 669
 670         /* Fixup boot cpu */
 671         smp_store_cpu_info(boot_cpuid);
 672         cpu_callin_map[boot_cpuid] = 1;
 673
 674         for_each_possible_cpu(cpu) {
 675                 zalloc_cpumask_var_node(&per_cpu(cpu_sibling_map, cpu),
 676                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
 677                 zalloc_cpumask_var_node(&per_cpu(cpu_l2_cache_map, cpu),
 678                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
 679                 zalloc_cpumask_var_node(&per_cpu(cpu_core_map, cpu),
 680                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
 681                 /*
 682                  * numa_node_id() works after this.
 683                  */
 684                 if (cpu_present(cpu)) {
 685                         set_cpu_numa_node(cpu, numa_cpu_lookup_table[cpu]);
 686                         set_cpu_numa_mem(cpu,
 687                                 local_memory_node(numa_cpu_lookup_table[cpu]));
 688                 }
 689         }
 690
 691         /* Init the cpumasks so the boot CPU is related to itself */
 692         cpumask_set_cpu(boot_cpuid, cpu_sibling_mask(boot_cpuid));
 693         cpumask_set_cpu(boot_cpuid, cpu_l2_cache_mask(boot_cpuid));
 694         cpumask_set_cpu(boot_cpuid, cpu_core_mask(boot_cpuid));
 695
 696         if (smp_ops && smp_ops->probe)
 697                 smp_ops->probe();
 698 }
 699
 700 void smp_prepare_boot_cpu(void)
 701 {
 702         BUG_ON(smp_processor_id() != boot_cpuid);
 703 #ifdef CONFIG_PPC64
 704         paca_ptrs[boot_cpuid]->__current = current;
 705 #endif
 706         set_numa_node(numa_cpu_lookup_table[boot_cpuid]);
 707         current_set[boot_cpuid] = task_thread_info(current);
 708 }
 709
 710 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 711
 712 int generic_cpu_disable(void)
 713 {
 714         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 715
 716         if (cpu == boot_cpuid)
 717                 return -EBUSY;
 718
 719         set_cpu_online(cpu, false);
 720 #ifdef CONFIG_PPC64
 721         vdso_data->processorCount--;
 722 #endif
 723         /* Update affinity of all IRQs previously aimed at this CPU */
 724         irq_migrate_all_off_this_cpu();
 725
 726         /*
 727          * Depending on the details of the interrupt controller, it's possible
 728          * that one of the interrupts we just migrated away from this CPU is
 729          * actually already pending on this CPU. If we leave it in that state
 730          * the interrupt will never be EOI'ed, and will never fire again. So
 731          * temporarily enable interrupts here, to allow any pending interrupt to
 732          * be received (and EOI'ed), before we take this CPU offline.
 733          */
 734         local_irq_enable();
 735         mdelay(1);
 736         local_irq_disable();
 737
 738         return 0;
 739 }
 740
 741 void generic_cpu_die(unsigned int cpu)
 742 {
 743         int i;
 744
 745         for (i = 0; i < 100; i++) {
 746                 smp_rmb();
 747                 if (is_cpu_dead(cpu))
 748                         return;
 749                 msleep(100);
 750         }
 751         printk(KERN_ERR "CPU%d didn't die...\n", cpu);
 752 }
 753
 754 void generic_set_cpu_dead(unsigned int cpu)
 755 {
 756         per_cpu(cpu_state, cpu) = CPU_DEAD;
 757 }
 758
 759 /*
 760  * The cpu_state should be set to CPU_UP_PREPARE in kick_cpu(), otherwise
 761  * the cpu_state is always CPU_DEAD after calling generic_set_cpu_dead(),
 762  * which makes the delay in generic_cpu_die() not happen.
 763  */
 764 void generic_set_cpu_up(unsigned int cpu)
 765 {
 766         per_cpu(cpu_state, cpu) = CPU_UP_PREPARE;
 767 }
 768
 769 int generic_check_cpu_restart(unsigned int cpu)
 770 {
 771         return per_cpu(cpu_state, cpu) == CPU_UP_PREPARE;
 772 }
 773
 774 int is_cpu_dead(unsigned int cpu)
 775 {
 776         return per_cpu(cpu_state, cpu) == CPU_DEAD;
 777 }
 778
 779 static bool secondaries_inhibited(void)
 780 {
 781         return kvm_hv_mode_active();
 782 }
 783
 784 #else /* HOTPLUG_CPU */
 785
 786 #define secondaries_inhibited()         0
 787
 788 #endif
 789
 790 static void cpu_idle_thread_init(unsigned int cpu, struct task_struct *idle)
 791 {
 792         struct thread_info *ti = task_thread_info(idle);
 793
 794 #ifdef CONFIG_PPC64
 795         paca_ptrs[cpu]->__current = idle;
 796         paca_ptrs[cpu]->kstack = (unsigned long)ti + THREAD_SIZE - STACK_FRAME_OVERHEAD;
 797 #endif
 798         ti->cpu = cpu;
 799         secondary_ti = current_set[cpu] = ti;
 800 }
 801
 802 int __cpu_up(unsigned int cpu, struct task_struct *tidle)
 803 {
 804         int rc, c;
 805
 806         /*
 807          * Don't allow secondary threads to come online if inhibited
 808          */
 809         if (threads_per_core > 1 && secondaries_inhibited() &&
 810             cpu_thread_in_subcore(cpu))
 811                 return -EBUSY;
 812
 813         if (smp_ops == NULL ||
 814             (smp_ops->cpu_bootable && !smp_ops->cpu_bootable(cpu)))
 815                 return -EINVAL;
 816
 817         cpu_idle_thread_init(cpu, tidle);
 818
 819         /*
 820          * The platform might need to allocate resources prior to bringing
 821          * up the CPU
 822          */
 823         if (smp_ops->prepare_cpu) {
 824                 rc = smp_ops->prepare_cpu(cpu);
 825                 if (rc)
 826                         return rc;
 827         }
 828
 829         /* Make sure callin-map entry is 0 (can be leftover a CPU
 830          * hotplug
 831          */
 832         cpu_callin_map[cpu] = 0;
 833
 834         /* The information for processor bringup must
 835          * be written out to main store before we release
 836          * the processor.
 837          */
 838         smp_mb();
 839
 840         /* wake up cpus */
 841         DBG("smp: kicking cpu %d\n", cpu);
 842         rc = smp_ops->kick_cpu(cpu);
 843         if (rc) {
 844                 pr_err("smp: failed starting cpu %d (rc %d)\n", cpu, rc);
 845                 return rc;
 846         }
 847
 848         /*
 849          * wait to see if the cpu made a callin (is actually up).
 850          * use this value that I found through experimentation.
 851          * -- Cort
 852          */
 853         if (system_state < SYSTEM_RUNNING)
 854                 for (c = 50000; c && !cpu_callin_map[cpu]; c--)
 855                         udelay(100);
 856 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 857         else
 858                 /*
 859                  * CPUs can take much longer to come up in the
 860                  * hotplug case.  Wait five seconds.
 861                  */
 862                 for (c = 5000; c && !cpu_callin_map[cpu]; c--)
 863                         msleep(1);
 864 #endif
 865
 866         if (!cpu_callin_map[cpu]) {
 867                 printk(KERN_ERR "Processor %u is stuck.\n", cpu);
 868                 return -ENOENT;
 869         }
 870
 871         DBG("Processor %u found.\n", cpu);
 872
 873         if (smp_ops->give_timebase)
 874                 smp_ops->give_timebase();
 875
 876         /* Wait until cpu puts itself in the online & active maps */
 877         spin_until_cond(cpu_online(cpu));
 878
 879         return 0;
 880 }
 881
 882 /* Return the value of the reg property corresponding to the given
 883  * logical cpu.
 884  */
 885 int cpu_to_core_id(int cpu)
 886 {
 887         struct device_node *np;
 888         const __be32 *reg;
 889         int id = -1;
 890
 891         np = of_get_cpu_node(cpu, NULL);
 892         if (!np)
 893                 goto out;
 894
 895         reg = of_get_property(np, "reg", NULL);
 896         if (!reg)
 897                 goto out;
 898
 899         id = be32_to_cpup(reg);
 900 out:
 901         of_node_put(np);
 902         return id;
 903 }
 904 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpu_to_core_id);
 905
 906 /* Helper routines for cpu to core mapping */
 907 int cpu_core_index_of_thread(int cpu)
 908 {
 909         return cpu >> threads_shift;
 910 }
 911 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpu_core_index_of_thread);
 912
 913 int cpu_first_thread_of_core(int core)
 914 {
 915         return core << threads_shift;
 916 }
 917 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpu_first_thread_of_core);
 918
 919 /* Must be called when no change can occur to cpu_present_mask,
 920  * i.e. during cpu online or offline.
 921  */
 922 static struct device_node *cpu_to_l2cache(int cpu)
 923 {
 924         struct device_node *np;
 925         struct device_node *cache;
 926
 927         if (!cpu_present(cpu))
 928                 return NULL;
 929
 930         np = of_get_cpu_node(cpu, NULL);
 931         if (np == NULL)
 932                 return NULL;
 933
 934         cache = of_find_next_cache_node(np);
 935
 936         of_node_put(np);
 937
 938         return cache;
 939 }
 940
 941 static bool update_mask_by_l2(int cpu, struct cpumask *(*mask_fn)(int))
 942 {
 943         struct device_node *l2_cache, *np;
 944         int i;
 945
 946         l2_cache = cpu_to_l2cache(cpu);
 947         if (!l2_cache)
 948                 return false;
 949
 950         for_each_cpu(i, cpu_online_mask) {
 951                 /*
 952                  * when updating the marks the current CPU has not been marked
 953                  * online, but we need to update the cache masks
 954                  */
 955                 np = cpu_to_l2cache(i);
 956                 if (!np)
 957                         continue;
 958
 959                 if (np == l2_cache)
 960                         set_cpus_related(cpu, i, mask_fn);
 961
 962                 of_node_put(np);
 963         }
 964         of_node_put(l2_cache);
 965
 966         return true;
 967 }
 968
 969 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 970 static void remove_cpu_from_masks(int cpu)
 971 {
 972         int i;
 973
 974         /* NB: cpu_core_mask is a superset of the others */
 975         for_each_cpu(i, cpu_core_mask(cpu)) {
 976                 set_cpus_unrelated(cpu, i, cpu_core_mask);
 977                 set_cpus_unrelated(cpu, i, cpu_l2_cache_mask);
 978                 set_cpus_unrelated(cpu, i, cpu_sibling_mask);
 979         }
 980 }
 981 #endif
 982
 983 static void add_cpu_to_masks(int cpu)
 984 {
 985         int first_thread = cpu_first_thread_sibling(cpu);
 986         int chipid = cpu_to_chip_id(cpu);
 987         int i;
 988
 989         /*
 990          * This CPU will not be in the online mask yet so we need to manually
 991          * add it to it's own thread sibling mask.
 992          */
 993         cpumask_set_cpu(cpu, cpu_sibling_mask(cpu));
 994
 995         for (i = first_thread; i < first_thread + threads_per_core; i++)
 996                 if (cpu_online(i))
 997                         set_cpus_related(i, cpu, cpu_sibling_mask);
 998
 999         /*
1000          * Copy the thread sibling mask into the cache sibling mask
1001          * and mark any CPUs that share an L2 with this CPU.
1002          */
1003         for_each_cpu(i, cpu_sibling_mask(cpu))
1004                 set_cpus_related(cpu, i, cpu_l2_cache_mask);
1005         update_mask_by_l2(cpu, cpu_l2_cache_mask);
1006
1007         /*
1008          * Copy the cache sibling mask into core sibling mask and mark
1009          * any CPUs on the same chip as this CPU.
1010          */
1011         for_each_cpu(i, cpu_l2_cache_mask(cpu))
1012                 set_cpus_related(cpu, i, cpu_core_mask);
1013
1014         if (chipid == -1)
1015                 return;
1016
1017         for_each_cpu(i, cpu_online_mask)
1018                 if (cpu_to_chip_id(i) == chipid)
1019                         set_cpus_related(cpu, i, cpu_core_mask);
1020 }
1021
1022 static bool shared_caches;
1023
1024 /* Activate a secondary processor. */
1025 void start_secondary(void *unused)
1026 {
1027         unsigned int cpu = smp_processor_id();
1028
1029         mmgrab(&init_mm);
1030         current->active_mm = &init_mm;
1031
1032         smp_store_cpu_info(cpu);
1033         set_dec(tb_ticks_per_jiffy);
1034         preempt_disable();
1035         cpu_callin_map[cpu] = 1;
1036
1037         if (smp_ops->setup_cpu)
1038                 smp_ops->setup_cpu(cpu);
1039         if (smp_ops->take_timebase)
1040                 smp_ops->take_timebase();
1041
1042         secondary_cpu_time_init();
1043
1044 #ifdef CONFIG_PPC64
1045         if (system_state == SYSTEM_RUNNING)
1046                 vdso_data->processorCount++;
1047
1048         vdso_getcpu_init();
1049 #endif
1050         /* Update topology CPU masks */
1051         add_cpu_to_masks(cpu);
1052
1053         /*
1054          * Check for any shared caches. Note that this must be done on a
1055          * per-core basis because one core in the pair might be disabled.
1056          */
1057         if (!cpumask_equal(cpu_l2_cache_mask(cpu), cpu_sibling_mask(cpu)))
1058                 shared_caches = true;
1059
1060         set_numa_node(numa_cpu_lookup_table[cpu]);
1061         set_numa_mem(local_memory_node(numa_cpu_lookup_table[cpu]));
1062
1063         smp_wmb();
1064         notify_cpu_starting(cpu);
1065         set_cpu_online(cpu, true);
1066
1067         local_irq_enable();
1068
1069         cpu_startup_entry(CPUHP_AP_ONLINE_IDLE);
1070
1071         BUG();
1072 }
1073
1074 int setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
1075 {
1076         return 0;
1077 }
1078
1079 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
1080 /* cpumask of CPUs with asymetric SMT dependancy */
1081 static int powerpc_smt_flags(void)
1082 {
1083         int flags = SD_SHARE_CPUCAPACITY | SD_SHARE_PKG_RESOURCES;
1084
1085         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ASYM_SMT)) {
1086                 printk_once(KERN_INFO "Enabling Asymmetric SMT scheduling\n");
1087                 flags |= SD_ASYM_PACKING;
1088         }
1089         return flags;
1090 }
1091 #endif
1092
1093 static struct sched_domain_topology_level powerpc_topology[] = {
1094 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
1095         { cpu_smt_mask, powerpc_smt_flags, SD_INIT_NAME(SMT) },
1096 #endif
1097         { cpu_cpu_mask, SD_INIT_NAME(DIE) },
1098         { NULL, },
1099 };
1100
1101 /*
1102  * P9 has a slightly odd architecture where pairs of cores share an L2 cache.
1103  * This topology makes it *much* cheaper to migrate tasks between adjacent cores
1104  * since the migrated task remains cache hot. We want to take advantage of this
1105  * at the scheduler level so an extra topology level is required.
1106  */
1107 static int powerpc_shared_cache_flags(void)
1108 {
1109         return SD_SHARE_PKG_RESOURCES;
1110 }
1111
1112 /*
1113  * We can't just pass cpu_l2_cache_mask() directly because
1114  * returns a non-const pointer and the compiler barfs on that.
1115  */
1116 static const struct cpumask *shared_cache_mask(int cpu)
1117 {
1118         return cpu_l2_cache_mask(cpu);
1119 }
1120
1121 static struct sched_domain_topology_level power9_topology[] = {
1122 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
1123         { cpu_smt_mask, powerpc_smt_flags, SD_INIT_NAME(SMT) },
1124 #endif
1125         { shared_cache_mask, powerpc_shared_cache_flags, SD_INIT_NAME(CACHE) },
1126         { cpu_cpu_mask, SD_INIT_NAME(DIE) },
1127         { NULL, },
1128 };
1129
1130 void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
1131 {
1132         /*
1133          * We are running pinned to the boot CPU, see rest_init().
1134          */
1135         if (smp_ops && smp_ops->setup_cpu)
1136                 smp_ops->setup_cpu(boot_cpuid);
1137
1138         if (smp_ops && smp_ops->bringup_done)
1139                 smp_ops->bringup_done();
1140
1141         dump_numa_cpu_topology();
1142
1143         /*
1144          * If any CPU detects that it's sharing a cache with another CPU then
1145          * use the deeper topology that is aware of this sharing.
1146          */
1147         if (shared_caches) {
1148                 pr_info("Using shared cache scheduler topology\n");
1149                 set_sched_topology(power9_topology);
1150         } else {
1151                 pr_info("Using standard scheduler topology\n");
1152                 set_sched_topology(powerpc_topology);
1153         }
1154 }
1155
1156 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1157 int __cpu_disable(void)
1158 {
1159         int cpu = smp_processor_id();
1160         int err;
1161
1162         if (!smp_ops->cpu_disable)
1163                 return -ENOSYS;
1164
1165         err = smp_ops->cpu_disable();
1166         if (err)
1167                 return err;
1168
1169         /* Update sibling maps */
1170         remove_cpu_from_masks(cpu);
1171
1172         return 0;
1173 }
1174
1175 void __cpu_die(unsigned int cpu)
1176 {
1177         if (smp_ops->cpu_die)
1178                 smp_ops->cpu_die(cpu);
1179 }
1180
1181 void cpu_die(void)
1182 {
1183         if (ppc_md.cpu_die)
1184                 ppc_md.cpu_die();
1185
1186         /* If we return, we re-enter start_secondary */
1187         start_secondary_resume();
1188 }
1189
1190 #endif