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 #include <asm/ftrace.h>
  63
  64 #ifdef DEBUG
  65 #include <asm/udbg.h>
  66 #define DBG(fmt...) udbg_printf(fmt)
  67 #else
  68 #define DBG(fmt...)
  69 #endif
  70
  71 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
  72 /* State of each CPU during hotplug phases */
  73 static DEFINE_PER_CPU(int, cpu_state) = { 0 };
  74 #endif
  75
  76 struct thread_info *secondary_ti;
  77
  78 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, cpu_sibling_map);
  79 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, cpu_l2_cache_map);
  80 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, cpu_core_map);
  81
  82 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(cpu_sibling_map);
  83 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(cpu_l2_cache_map);
  84 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(cpu_core_map);
  85
  86 /* SMP operations for this machine */
  87 struct smp_ops_t *smp_ops;
  88
  89 /* Can't be static due to PowerMac hackery */
  90 volatile unsigned int cpu_callin_map[NR_CPUS];
  91
  92 int smt_enabled_at_boot = 1;
  93
  94 /*
  95  * Returns 1 if the specified cpu should be brought up during boot.
  96  * Used to inhibit booting threads if they've been disabled or
  97  * limited on the command line
  98  */
  99 int smp_generic_cpu_bootable(unsigned int nr)
 100 {
 101         /* Special case - we inhibit secondary thread startup
 102          * during boot if the user requests it.
 103          */
 104         if (system_state < SYSTEM_RUNNING && cpu_has_feature(CPU_FTR_SMT)) {
 105                 if (!smt_enabled_at_boot && cpu_thread_in_core(nr) != 0)
 106                         return 0;
 107                 if (smt_enabled_at_boot
 108                     && cpu_thread_in_core(nr) >= smt_enabled_at_boot)
 109                         return 0;
 110         }
 111
 112         return 1;
 113 }
 114
 115
 116 #ifdef CONFIG_PPC64
 117 int smp_generic_kick_cpu(int nr)
 118 {
 119         if (nr < 0 || nr >= nr_cpu_ids)
 120                 return -EINVAL;
 121
 122         /*
 123          * The processor is currently spinning, waiting for the
 124          * cpu_start field to become non-zero After we set cpu_start,
 125          * the processor will continue on to secondary_start
 126          */
 127         if (!paca_ptrs[nr]->cpu_start) {
 128                 paca_ptrs[nr]->cpu_start = 1;
 129                 smp_mb();
 130                 return 0;
 131         }
 132
 133 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 134         /*
 135          * Ok it's not there, so it might be soft-unplugged, let's
 136          * try to bring it back
 137          */
 138         generic_set_cpu_up(nr);
 139         smp_wmb();
 140         smp_send_reschedule(nr);
 141 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
 142
 143         return 0;
 144 }
 145 #endif /* CONFIG_PPC64 */
 146
 147 static irqreturn_t call_function_action(int irq, void *data)
 148 {
 149         generic_smp_call_function_interrupt();
 150         return IRQ_HANDLED;
 151 }
 152
 153 static irqreturn_t reschedule_action(int irq, void *data)
 154 {
 155         scheduler_ipi();
 156         return IRQ_HANDLED;
 157 }
 158
 159 static irqreturn_t tick_broadcast_ipi_action(int irq, void *data)
 160 {
 161         timer_broadcast_interrupt();
 162         return IRQ_HANDLED;
 163 }
 164
 165 #ifdef CONFIG_NMI_IPI
 166 static irqreturn_t nmi_ipi_action(int irq, void *data)
 167 {
 168         smp_handle_nmi_ipi(get_irq_regs());
 169         return IRQ_HANDLED;
 170 }
 171 #endif
 172
 173 static irq_handler_t smp_ipi_action[] = {
 174         [PPC_MSG_CALL_FUNCTION] =  call_function_action,
 175         [PPC_MSG_RESCHEDULE] = reschedule_action,
 176         [PPC_MSG_TICK_BROADCAST] = tick_broadcast_ipi_action,
 177 #ifdef CONFIG_NMI_IPI
 178         [PPC_MSG_NMI_IPI] = nmi_ipi_action,
 179 #endif
 180 };
 181
 182 /*
 183  * The NMI IPI is a fallback and not truly non-maskable. It is simpler
 184  * than going through the call function infrastructure, and strongly
 185  * serialized, so it is more appropriate for debugging.
 186  */
 187 const char *smp_ipi_name[] = {
 188         [PPC_MSG_CALL_FUNCTION] =  "ipi call function",
 189         [PPC_MSG_RESCHEDULE] = "ipi reschedule",
 190         [PPC_MSG_TICK_BROADCAST] = "ipi tick-broadcast",
 191         [PPC_MSG_NMI_IPI] = "nmi ipi",
 192 };
 193
 194 /* optional function to request ipi, for controllers with >= 4 ipis */
 195 int smp_request_message_ipi(int virq, int msg)
 196 {
 197         int err;
 198
 199         if (msg < 0 || msg > PPC_MSG_NMI_IPI)
 200                 return -EINVAL;
 201 #ifndef CONFIG_NMI_IPI
 202         if (msg == PPC_MSG_NMI_IPI)
 203                 return 1;
 204 #endif
 205
 206         err = request_irq(virq, smp_ipi_action[msg],
 207                           IRQF_PERCPU | IRQF_NO_THREAD | IRQF_NO_SUSPEND,
 208                           smp_ipi_name[msg], NULL);
 209         WARN(err < 0, "unable to request_irq %d for %s (rc %d)\n",
 210                 virq, smp_ipi_name[msg], err);
 211
 212         return err;
 213 }
 214
 215 #ifdef CONFIG_PPC_SMP_MUXED_IPI
 216 struct cpu_messages {
 217         long messages;                  /* current messages */
 218 };
 219 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct cpu_messages, ipi_message);
 220
 221 void smp_muxed_ipi_set_message(int cpu, int msg)
 222 {
 223         struct cpu_messages *info = &per_cpu(ipi_message, cpu);
 224         char *message = (char *)&info->messages;
 225
 226         /*
 227          * Order previous accesses before accesses in the IPI handler.
 228          */
 229         smp_mb();
 230         message[msg] = 1;
 231 }
 232
 233 void smp_muxed_ipi_message_pass(int cpu, int msg)
 234 {
 235         smp_muxed_ipi_set_message(cpu, msg);
 236
 237         /*
 238          * cause_ipi functions are required to include a full barrier
 239          * before doing whatever causes the IPI.
 240          */
 241         smp_ops->cause_ipi(cpu);
 242 }
 243
 244 #ifdef __BIG_ENDIAN__
 245 #define IPI_MESSAGE(A) (1uL << ((BITS_PER_LONG - 8) - 8 * (A)))
 246 #else
 247 #define IPI_MESSAGE(A) (1uL << (8 * (A)))
 248 #endif
 249
 250 irqreturn_t smp_ipi_demux(void)
 251 {
 252         mb();   /* order any irq clear */
 253
 254         return smp_ipi_demux_relaxed();
 255 }
 256
 257 /* sync-free variant. Callers should ensure synchronization */
 258 irqreturn_t smp_ipi_demux_relaxed(void)
 259 {
 260         struct cpu_messages *info;
 261         unsigned long all;
 262
 263         info = this_cpu_ptr(&ipi_message);
 264         do {
 265                 all = xchg(&info->messages, 0);
 266 #if defined(CONFIG_KVM_XICS) && defined(CONFIG_KVM_BOOK3S_HV_POSSIBLE)
 267                 /*
 268                  * Must check for PPC_MSG_RM_HOST_ACTION messages
 269                  * before PPC_MSG_CALL_FUNCTION messages because when
 270                  * a VM is destroyed, we call kick_all_cpus_sync()
 271                  * to ensure that any pending PPC_MSG_RM_HOST_ACTION
 272                  * messages have completed before we free any VCPUs.
 273                  */
 274                 if (all & IPI_MESSAGE(PPC_MSG_RM_HOST_ACTION))
 275                         kvmppc_xics_ipi_action();
 276 #endif
 277                 if (all & IPI_MESSAGE(PPC_MSG_CALL_FUNCTION))
 278                         generic_smp_call_function_interrupt();
 279                 if (all & IPI_MESSAGE(PPC_MSG_RESCHEDULE))
 280                         scheduler_ipi();
 281                 if (all & IPI_MESSAGE(PPC_MSG_TICK_BROADCAST))
 282                         timer_broadcast_interrupt();
 283 #ifdef CONFIG_NMI_IPI
 284                 if (all & IPI_MESSAGE(PPC_MSG_NMI_IPI))
 285                         nmi_ipi_action(0, NULL);
 286 #endif
 287         } while (info->messages);
 288
 289         return IRQ_HANDLED;
 290 }
 291 #endif /* CONFIG_PPC_SMP_MUXED_IPI */
 292
 293 static inline void do_message_pass(int cpu, int msg)
 294 {
 295         if (smp_ops->message_pass)
 296                 smp_ops->message_pass(cpu, msg);
 297 #ifdef CONFIG_PPC_SMP_MUXED_IPI
 298         else
 299                 smp_muxed_ipi_message_pass(cpu, msg);
 300 #endif
 301 }
 302
 303 void smp_send_reschedule(int cpu)
 304 {
 305         if (likely(smp_ops))
 306                 do_message_pass(cpu, PPC_MSG_RESCHEDULE);
 307 }
 308 EXPORT_SYMBOL_GPL(smp_send_reschedule);
 309
 310 void arch_send_call_function_single_ipi(int cpu)
 311 {
 312         do_message_pass(cpu, PPC_MSG_CALL_FUNCTION);
 313 }
 314
 315 void arch_send_call_function_ipi_mask(const struct cpumask *mask)
 316 {
 317         unsigned int cpu;
 318
 319         for_each_cpu(cpu, mask)
 320                 do_message_pass(cpu, PPC_MSG_CALL_FUNCTION);
 321 }
 322
 323 #ifdef CONFIG_NMI_IPI
 324
 325 /*
 326  * "NMI IPI" system.
 327  *
 328  * NMI IPIs may not be recoverable, so should not be used as ongoing part of
 329  * a running system. They can be used for crash, debug, halt/reboot, etc.
 330  *
 331  * NMI IPIs are globally single threaded. No more than one in progress at
 332  * any time.
 333  *
 334  * The IPI call waits with interrupts disabled until all targets enter the
 335  * NMI handler, then the call returns.
 336  *
 337  * No new NMI can be initiated until targets exit the handler.
 338  *
 339  * The IPI call may time out without all targets entering the NMI handler.
 340  * In that case, there is some logic to recover (and ignore subsequent
 341  * NMI interrupts that may eventually be raised), but the platform interrupt
 342  * handler may not be able to distinguish this from other exception causes,
 343  * which may cause a crash.
 344  */
 345
 346 static atomic_t __nmi_ipi_lock = ATOMIC_INIT(0);
 347 static struct cpumask nmi_ipi_pending_mask;
 348 static int nmi_ipi_busy_count = 0;
 349 static void (*nmi_ipi_function)(struct pt_regs *) = NULL;
 350
 351 static void nmi_ipi_lock_start(unsigned long *flags)
 352 {
 353         raw_local_irq_save(*flags);
 354         hard_irq_disable();
 355         while (atomic_cmpxchg(&__nmi_ipi_lock, 0, 1) == 1) {
 356                 raw_local_irq_restore(*flags);
 357                 spin_until_cond(atomic_read(&__nmi_ipi_lock) == 0);
 358                 raw_local_irq_save(*flags);
 359                 hard_irq_disable();
 360         }
 361 }
 362
 363 static void nmi_ipi_lock(void)
 364 {
 365         while (atomic_cmpxchg(&__nmi_ipi_lock, 0, 1) == 1)
 366                 spin_until_cond(atomic_read(&__nmi_ipi_lock) == 0);
 367 }
 368
 369 static void nmi_ipi_unlock(void)
 370 {
 371         smp_mb();
 372         WARN_ON(atomic_read(&__nmi_ipi_lock) != 1);
 373         atomic_set(&__nmi_ipi_lock, 0);
 374 }
 375
 376 static void nmi_ipi_unlock_end(unsigned long *flags)
 377 {
 378         nmi_ipi_unlock();
 379         raw_local_irq_restore(*flags);
 380 }
 381
 382 /*
 383  * Platform NMI handler calls this to ack
 384  */
 385 int smp_handle_nmi_ipi(struct pt_regs *regs)
 386 {
 387         void (*fn)(struct pt_regs *);
 388         unsigned long flags;
 389         int me = raw_smp_processor_id();
 390         int ret = 0;
 391
 392         /*
 393          * Unexpected NMIs are possible here because the interrupt may not
 394          * be able to distinguish NMI IPIs from other types of NMIs, or
 395          * because the caller may have timed out.
 396          */
 397         nmi_ipi_lock_start(&flags);
 398         if (!nmi_ipi_busy_count)
 399                 goto out;
 400         if (!cpumask_test_cpu(me, &nmi_ipi_pending_mask))
 401                 goto out;
 402
 403         fn = nmi_ipi_function;
 404         if (!fn)
 405                 goto out;
 406
 407         cpumask_clear_cpu(me, &nmi_ipi_pending_mask);
 408         nmi_ipi_busy_count++;
 409         nmi_ipi_unlock();
 410
 411         ret = 1;
 412
 413         fn(regs);
 414
 415         nmi_ipi_lock();
 416         nmi_ipi_busy_count--;
 417 out:
 418         nmi_ipi_unlock_end(&flags);
 419
 420         return ret;
 421 }
 422
 423 static void do_smp_send_nmi_ipi(int cpu)
 424 {
 425         if (smp_ops->cause_nmi_ipi && smp_ops->cause_nmi_ipi(cpu))
 426                 return;
 427
 428         if (cpu >= 0) {
 429                 do_message_pass(cpu, PPC_MSG_NMI_IPI);
 430         } else {
 431                 int c;
 432
 433                 for_each_online_cpu(c) {
 434                         if (c == raw_smp_processor_id())
 435                                 continue;
 436                         do_message_pass(c, PPC_MSG_NMI_IPI);
 437                 }
 438         }
 439 }
 440
 441 void smp_flush_nmi_ipi(u64 delay_us)
 442 {
 443         unsigned long flags;
 444
 445         nmi_ipi_lock_start(&flags);
 446         while (nmi_ipi_busy_count) {
 447                 nmi_ipi_unlock_end(&flags);
 448                 udelay(1);
 449                 if (delay_us) {
 450                         delay_us--;
 451                         if (!delay_us)
 452                                 return;
 453                 }
 454                 nmi_ipi_lock_start(&flags);
 455         }
 456         nmi_ipi_unlock_end(&flags);
 457 }
 458
 459 /*
 460  * - cpu is the target CPU (must not be this CPU), or NMI_IPI_ALL_OTHERS.
 461  * - fn is the target callback function.
 462  * - delay_us > 0 is the delay before giving up waiting for targets to
 463  *   enter the handler, == 0 specifies indefinite delay.
 464  */
 465 int smp_send_nmi_ipi(int cpu, void (*fn)(struct pt_regs *), u64 delay_us)
 466 {
 467         unsigned long flags;
 468         int me = raw_smp_processor_id();
 469         int ret = 1;
 470
 471         BUG_ON(cpu == me);
 472         BUG_ON(cpu < 0 && cpu != NMI_IPI_ALL_OTHERS);
 473
 474         if (unlikely(!smp_ops))
 475                 return 0;
 476
 477         /* Take the nmi_ipi_busy count/lock with interrupts hard disabled */
 478         nmi_ipi_lock_start(&flags);
 479         while (nmi_ipi_busy_count) {
 480                 nmi_ipi_unlock_end(&flags);
 481                 spin_until_cond(nmi_ipi_busy_count == 0);
 482                 nmi_ipi_lock_start(&flags);
 483         }
 484
 485         nmi_ipi_function = fn;
 486
 487         if (cpu < 0) {
 488                 /* ALL_OTHERS */
 489                 cpumask_copy(&nmi_ipi_pending_mask, cpu_online_mask);
 490                 cpumask_clear_cpu(me, &nmi_ipi_pending_mask);
 491         } else {
 492                 /* cpumask starts clear */
 493                 cpumask_set_cpu(cpu, &nmi_ipi_pending_mask);
 494         }
 495         nmi_ipi_busy_count++;
 496         nmi_ipi_unlock();
 497
 498         do_smp_send_nmi_ipi(cpu);
 499
 500         while (!cpumask_empty(&nmi_ipi_pending_mask)) {
 501                 udelay(1);
 502                 if (delay_us) {
 503                         delay_us--;
 504                         if (!delay_us)
 505                                 break;
 506                 }
 507         }
 508
 509         nmi_ipi_lock();
 510         if (!cpumask_empty(&nmi_ipi_pending_mask)) {
 511                 /* Could not gather all CPUs */
 512                 ret = 0;
 513                 cpumask_clear(&nmi_ipi_pending_mask);
 514         }
 515         nmi_ipi_busy_count--;
 516         nmi_ipi_unlock_end(&flags);
 517
 518         return ret;
 519 }
 520 #endif /* CONFIG_NMI_IPI */
 521
 522 #ifdef CONFIG_GENERIC_CLOCKEVENTS_BROADCAST
 523 void tick_broadcast(const struct cpumask *mask)
 524 {
 525         unsigned int cpu;
 526
 527         for_each_cpu(cpu, mask)
 528                 do_message_pass(cpu, PPC_MSG_TICK_BROADCAST);
 529 }
 530 #endif
 531
 532 #ifdef CONFIG_DEBUGGER
 533 void debugger_ipi_callback(struct pt_regs *regs)
 534 {
 535         debugger_ipi(regs);
 536 }
 537
 538 void smp_send_debugger_break(void)
 539 {
 540         smp_send_nmi_ipi(NMI_IPI_ALL_OTHERS, debugger_ipi_callback, 1000000);
 541 }
 542 #endif
 543
 544 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
 545 void crash_send_ipi(void (*crash_ipi_callback)(struct pt_regs *))
 546 {
 547         int cpu;
 548
 549         smp_send_nmi_ipi(NMI_IPI_ALL_OTHERS, crash_ipi_callback, 1000000);
 550         if (kdump_in_progress() && crash_wake_offline) {
 551                 for_each_present_cpu(cpu) {
 552                         if (cpu_online(cpu))
 553                                 continue;
 554                         /*
 555                          * crash_ipi_callback will wait for
 556                          * all cpus, including offline CPUs.
 557                          * We don't care about nmi_ipi_function.
 558                          * Offline cpus will jump straight into
 559                          * crash_ipi_callback, we can skip the
 560                          * entire NMI dance and waiting for
 561                          * cpus to clear pending mask, etc.
 562                          */
 563                         do_smp_send_nmi_ipi(cpu);
 564                 }
 565         }
 566 }
 567 #endif
 568
 569 #ifdef CONFIG_NMI_IPI
 570 static void nmi_stop_this_cpu(struct pt_regs *regs)
 571 {
 572         /*
 573          * This is a special case because it never returns, so the NMI IPI
 574          * handling would never mark it as done, which makes any later
 575          * smp_send_nmi_ipi() call spin forever. Mark it done now.
 576          *
 577          * IRQs are already hard disabled by the smp_handle_nmi_ipi.
 578          */
 579         nmi_ipi_lock();
 580         nmi_ipi_busy_count--;
 581         nmi_ipi_unlock();
 582
 583         /* Remove this CPU */
 584         set_cpu_online(smp_processor_id(), false);
 585
 586         spin_begin();
 587         while (1)
 588                 spin_cpu_relax();
 589 }
 590
 591 void smp_send_stop(void)
 592 {
 593         smp_send_nmi_ipi(NMI_IPI_ALL_OTHERS, nmi_stop_this_cpu, 1000000);
 594 }
 595
 596 #else /* CONFIG_NMI_IPI */
 597
 598 static void stop_this_cpu(void *dummy)
 599 {
 600         /* Remove this CPU */
 601         set_cpu_online(smp_processor_id(), false);
 602
 603         hard_irq_disable();
 604         spin_begin();
 605         while (1)
 606                 spin_cpu_relax();
 607 }
 608
 609 void smp_send_stop(void)
 610 {
 611         static bool stopped = false;
 612
 613         /*
 614          * Prevent waiting on csd lock from a previous smp_send_stop.
 615          * This is racy, but in general callers try to do the right
 616          * thing and only fire off one smp_send_stop (e.g., see
 617          * kernel/panic.c)
 618          */
 619         if (stopped)
 620                 return;
 621
 622         stopped = true;
 623
 624         smp_call_function(stop_this_cpu, NULL, 0);
 625 }
 626 #endif /* CONFIG_NMI_IPI */
 627
 628 struct thread_info *current_set[NR_CPUS];
 629
 630 static void smp_store_cpu_info(int id)
 631 {
 632         per_cpu(cpu_pvr, id) = mfspr(SPRN_PVR);
 633 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 634         per_cpu(next_tlbcam_idx, id)
 635                 = (mfspr(SPRN_TLB1CFG) & TLBnCFG_N_ENTRY) - 1;
 636 #endif
 637 }
 638
 639 /*
 640  * Relationships between CPUs are maintained in a set of per-cpu cpumasks so
 641  * rather than just passing around the cpumask we pass around a function that
 642  * returns the that cpumask for the given CPU.
 643  */
 644 static void set_cpus_related(int i, int j, struct cpumask *(*get_cpumask)(int))
 645 {
 646         cpumask_set_cpu(i, get_cpumask(j));
 647         cpumask_set_cpu(j, get_cpumask(i));
 648 }
 649
 650 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 651 static void set_cpus_unrelated(int i, int j,
 652                 struct cpumask *(*get_cpumask)(int))
 653 {
 654         cpumask_clear_cpu(i, get_cpumask(j));
 655         cpumask_clear_cpu(j, get_cpumask(i));
 656 }
 657 #endif
 658
 659 void __init smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
 660 {
 661         unsigned int cpu;
 662
 663         DBG("smp_prepare_cpus\n");
 664
 665         /*
 666          * setup_cpu may need to be called on the boot cpu. We havent
 667          * spun any cpus up but lets be paranoid.
 668          */
 669         BUG_ON(boot_cpuid != smp_processor_id());
 670
 671         /* Fixup boot cpu */
 672         smp_store_cpu_info(boot_cpuid);
 673         cpu_callin_map[boot_cpuid] = 1;
 674
 675         for_each_possible_cpu(cpu) {
 676                 zalloc_cpumask_var_node(&per_cpu(cpu_sibling_map, cpu),
 677                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
 678                 zalloc_cpumask_var_node(&per_cpu(cpu_l2_cache_map, cpu),
 679                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
 680                 zalloc_cpumask_var_node(&per_cpu(cpu_core_map, cpu),
 681                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
 682                 /*
 683                  * numa_node_id() works after this.
 684                  */
 685                 if (cpu_present(cpu)) {
 686                         set_cpu_numa_node(cpu, numa_cpu_lookup_table[cpu]);
 687                         set_cpu_numa_mem(cpu,
 688                                 local_memory_node(numa_cpu_lookup_table[cpu]));
 689                 }
 690         }
 691
 692         /* Init the cpumasks so the boot CPU is related to itself */
 693         cpumask_set_cpu(boot_cpuid, cpu_sibling_mask(boot_cpuid));
 694         cpumask_set_cpu(boot_cpuid, cpu_l2_cache_mask(boot_cpuid));
 695         cpumask_set_cpu(boot_cpuid, cpu_core_mask(boot_cpuid));
 696
 697         if (smp_ops && smp_ops->probe)
 698                 smp_ops->probe();
 699 }
 700
 701 void smp_prepare_boot_cpu(void)
 702 {
 703         BUG_ON(smp_processor_id() != boot_cpuid);
 704 #ifdef CONFIG_PPC64
 705         paca_ptrs[boot_cpuid]->__current = current;
 706 #endif
 707         set_numa_node(numa_cpu_lookup_table[boot_cpuid]);
 708         current_set[boot_cpuid] = task_thread_info(current);
 709 }
 710
 711 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 712
 713 int generic_cpu_disable(void)
 714 {
 715         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 716
 717         if (cpu == boot_cpuid)
 718                 return -EBUSY;
 719
 720         set_cpu_online(cpu, false);
 721 #ifdef CONFIG_PPC64
 722         vdso_data->processorCount--;
 723 #endif
 724         /* Update affinity of all IRQs previously aimed at this CPU */
 725         irq_migrate_all_off_this_cpu();
 726
 727         /*
 728          * Depending on the details of the interrupt controller, it's possible
 729          * that one of the interrupts we just migrated away from this CPU is
 730          * actually already pending on this CPU. If we leave it in that state
 731          * the interrupt will never be EOI'ed, and will never fire again. So
 732          * temporarily enable interrupts here, to allow any pending interrupt to
 733          * be received (and EOI'ed), before we take this CPU offline.
 734          */
 735         local_irq_enable();
 736         mdelay(1);
 737         local_irq_disable();
 738
 739         return 0;
 740 }
 741
 742 void generic_cpu_die(unsigned int cpu)
 743 {
 744         int i;
 745
 746         for (i = 0; i < 100; i++) {
 747                 smp_rmb();
 748                 if (is_cpu_dead(cpu))
 749                         return;
 750                 msleep(100);
 751         }
 752         printk(KERN_ERR "CPU%d didn't die...\n", cpu);
 753 }
 754
 755 void generic_set_cpu_dead(unsigned int cpu)
 756 {
 757         per_cpu(cpu_state, cpu) = CPU_DEAD;
 758 }
 759
 760 /*
 761  * The cpu_state should be set to CPU_UP_PREPARE in kick_cpu(), otherwise
 762  * the cpu_state is always CPU_DEAD after calling generic_set_cpu_dead(),
 763  * which makes the delay in generic_cpu_die() not happen.
 764  */
 765 void generic_set_cpu_up(unsigned int cpu)
 766 {
 767         per_cpu(cpu_state, cpu) = CPU_UP_PREPARE;
 768 }
 769
 770 int generic_check_cpu_restart(unsigned int cpu)
 771 {
 772         return per_cpu(cpu_state, cpu) == CPU_UP_PREPARE;
 773 }
 774
 775 int is_cpu_dead(unsigned int cpu)
 776 {
 777         return per_cpu(cpu_state, cpu) == CPU_DEAD;
 778 }
 779
 780 static bool secondaries_inhibited(void)
 781 {
 782         return kvm_hv_mode_active();
 783 }
 784
 785 #else /* HOTPLUG_CPU */
 786
 787 #define secondaries_inhibited()         0
 788
 789 #endif
 790
 791 static void cpu_idle_thread_init(unsigned int cpu, struct task_struct *idle)
 792 {
 793         struct thread_info *ti = task_thread_info(idle);
 794
 795 #ifdef CONFIG_PPC64
 796         paca_ptrs[cpu]->__current = idle;
 797         paca_ptrs[cpu]->kstack = (unsigned long)ti + THREAD_SIZE - STACK_FRAME_OVERHEAD;
 798 #endif
 799         ti->cpu = cpu;
 800         secondary_ti = current_set[cpu] = ti;
 801 }
 802
 803 int __cpu_up(unsigned int cpu, struct task_struct *tidle)
 804 {
 805         int rc, c;
 806
 807         /*
 808          * Don't allow secondary threads to come online if inhibited
 809          */
 810         if (threads_per_core > 1 && secondaries_inhibited() &&
 811             cpu_thread_in_subcore(cpu))
 812                 return -EBUSY;
 813
 814         if (smp_ops == NULL ||
 815             (smp_ops->cpu_bootable && !smp_ops->cpu_bootable(cpu)))
 816                 return -EINVAL;
 817
 818         cpu_idle_thread_init(cpu, tidle);
 819
 820         /*
 821          * The platform might need to allocate resources prior to bringing
 822          * up the CPU
 823          */
 824         if (smp_ops->prepare_cpu) {
 825                 rc = smp_ops->prepare_cpu(cpu);
 826                 if (rc)
 827                         return rc;
 828         }
 829
 830         /* Make sure callin-map entry is 0 (can be leftover a CPU
 831          * hotplug
 832          */
 833         cpu_callin_map[cpu] = 0;
 834
 835         /* The information for processor bringup must
 836          * be written out to main store before we release
 837          * the processor.
 838          */
 839         smp_mb();
 840
 841         /* wake up cpus */
 842         DBG("smp: kicking cpu %d\n", cpu);
 843         rc = smp_ops->kick_cpu(cpu);
 844         if (rc) {
 845                 pr_err("smp: failed starting cpu %d (rc %d)\n", cpu, rc);
 846                 return rc;
 847         }
 848
 849         /*
 850          * wait to see if the cpu made a callin (is actually up).
 851          * use this value that I found through experimentation.
 852          * -- Cort
 853          */
 854         if (system_state < SYSTEM_RUNNING)
 855                 for (c = 50000; c && !cpu_callin_map[cpu]; c--)
 856                         udelay(100);
 857 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 858         else
 859                 /*
 860                  * CPUs can take much longer to come up in the
 861                  * hotplug case.  Wait five seconds.
 862                  */
 863                 for (c = 5000; c && !cpu_callin_map[cpu]; c--)
 864                         msleep(1);
 865 #endif
 866
 867         if (!cpu_callin_map[cpu]) {
 868                 printk(KERN_ERR "Processor %u is stuck.\n", cpu);
 869                 return -ENOENT;
 870         }
 871
 872         DBG("Processor %u found.\n", cpu);
 873
 874         if (smp_ops->give_timebase)
 875                 smp_ops->give_timebase();
 876
 877         /* Wait until cpu puts itself in the online & active maps */
 878         spin_until_cond(cpu_online(cpu));
 879
 880         return 0;
 881 }
 882
 883 /* Return the value of the reg property corresponding to the given
 884  * logical cpu.
 885  */
 886 int cpu_to_core_id(int cpu)
 887 {
 888         struct device_node *np;
 889         const __be32 *reg;
 890         int id = -1;
 891
 892         np = of_get_cpu_node(cpu, NULL);
 893         if (!np)
 894                 goto out;
 895
 896         reg = of_get_property(np, "reg", NULL);
 897         if (!reg)
 898                 goto out;
 899
 900         id = be32_to_cpup(reg);
 901 out:
 902         of_node_put(np);
 903         return id;
 904 }
 905 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpu_to_core_id);
 906
 907 /* Helper routines for cpu to core mapping */
 908 int cpu_core_index_of_thread(int cpu)
 909 {
 910         return cpu >> threads_shift;
 911 }
 912 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpu_core_index_of_thread);
 913
 914 int cpu_first_thread_of_core(int core)
 915 {
 916         return core << threads_shift;
 917 }
 918 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpu_first_thread_of_core);
 919
 920 /* Must be called when no change can occur to cpu_present_mask,
 921  * i.e. during cpu online or offline.
 922  */
 923 static struct device_node *cpu_to_l2cache(int cpu)
 924 {
 925         struct device_node *np;
 926         struct device_node *cache;
 927
 928         if (!cpu_present(cpu))
 929                 return NULL;
 930
 931         np = of_get_cpu_node(cpu, NULL);
 932         if (np == NULL)
 933                 return NULL;
 934
 935         cache = of_find_next_cache_node(np);
 936
 937         of_node_put(np);
 938
 939         return cache;
 940 }
 941
 942 static bool update_mask_by_l2(int cpu, struct cpumask *(*mask_fn)(int))
 943 {
 944         struct device_node *l2_cache, *np;
 945         int i;
 946
 947         l2_cache = cpu_to_l2cache(cpu);
 948         if (!l2_cache)
 949                 return false;
 950
 951         for_each_cpu(i, cpu_online_mask) {
 952                 /*
 953                  * when updating the marks the current CPU has not been marked
 954                  * online, but we need to update the cache masks
 955                  */
 956                 np = cpu_to_l2cache(i);
 957                 if (!np)
 958                         continue;
 959
 960                 if (np == l2_cache)
 961                         set_cpus_related(cpu, i, mask_fn);
 962
 963                 of_node_put(np);
 964         }
 965         of_node_put(l2_cache);
 966
 967         return true;
 968 }
 969
 970 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 971 static void remove_cpu_from_masks(int cpu)
 972 {
 973         int i;
 974
 975         /* NB: cpu_core_mask is a superset of the others */
 976         for_each_cpu(i, cpu_core_mask(cpu)) {
 977                 set_cpus_unrelated(cpu, i, cpu_core_mask);
 978                 set_cpus_unrelated(cpu, i, cpu_l2_cache_mask);
 979                 set_cpus_unrelated(cpu, i, cpu_sibling_mask);
 980         }
 981 }
 982 #endif
 983
 984 static void add_cpu_to_masks(int cpu)
 985 {
 986         int first_thread = cpu_first_thread_sibling(cpu);
 987         int chipid = cpu_to_chip_id(cpu);
 988         int i;
 989
 990         /*
 991          * This CPU will not be in the online mask yet so we need to manually
 992          * add it to it's own thread sibling mask.
 993          */
 994         cpumask_set_cpu(cpu, cpu_sibling_mask(cpu));
 995
 996         for (i = first_thread; i < first_thread + threads_per_core; i++)
 997                 if (cpu_online(i))
 998                         set_cpus_related(i, cpu, cpu_sibling_mask);
 999
1000         /*
1001          * Copy the thread sibling mask into the cache sibling mask
1002          * and mark any CPUs that share an L2 with this CPU.
1003          */
1004         for_each_cpu(i, cpu_sibling_mask(cpu))
1005                 set_cpus_related(cpu, i, cpu_l2_cache_mask);
1006         update_mask_by_l2(cpu, cpu_l2_cache_mask);
1007
1008         /*
1009          * Copy the cache sibling mask into core sibling mask and mark
1010          * any CPUs on the same chip as this CPU.
1011          */
1012         for_each_cpu(i, cpu_l2_cache_mask(cpu))
1013                 set_cpus_related(cpu, i, cpu_core_mask);
1014
1015         if (chipid == -1)
1016                 return;
1017
1018         for_each_cpu(i, cpu_online_mask)
1019                 if (cpu_to_chip_id(i) == chipid)
1020                         set_cpus_related(cpu, i, cpu_core_mask);
1021 }
1022
1023 static bool shared_caches;
1024
1025 /* Activate a secondary processor. */
1026 void start_secondary(void *unused)
1027 {
1028         unsigned int cpu = smp_processor_id();
1029
1030         mmgrab(&init_mm);
1031         current->active_mm = &init_mm;
1032
1033         smp_store_cpu_info(cpu);
1034         set_dec(tb_ticks_per_jiffy);
1035         preempt_disable();
1036         cpu_callin_map[cpu] = 1;
1037
1038         if (smp_ops->setup_cpu)
1039                 smp_ops->setup_cpu(cpu);
1040         if (smp_ops->take_timebase)
1041                 smp_ops->take_timebase();
1042
1043         secondary_cpu_time_init();
1044
1045 #ifdef CONFIG_PPC64
1046         if (system_state == SYSTEM_RUNNING)
1047                 vdso_data->processorCount++;
1048
1049         vdso_getcpu_init();
1050 #endif
1051         /* Update topology CPU masks */
1052         add_cpu_to_masks(cpu);
1053
1054         /*
1055          * Check for any shared caches. Note that this must be done on a
1056          * per-core basis because one core in the pair might be disabled.
1057          */
1058         if (!cpumask_equal(cpu_l2_cache_mask(cpu), cpu_sibling_mask(cpu)))
1059                 shared_caches = true;
1060
1061         set_numa_node(numa_cpu_lookup_table[cpu]);
1062         set_numa_mem(local_memory_node(numa_cpu_lookup_table[cpu]));
1063
1064         smp_wmb();
1065         notify_cpu_starting(cpu);
1066         set_cpu_online(cpu, true);
1067
1068         local_irq_enable();
1069
1070         /* We can enable ftrace for secondary cpus now */
1071         this_cpu_enable_ftrace();
1072
1073         cpu_startup_entry(CPUHP_AP_ONLINE_IDLE);
1074
1075         BUG();
1076 }
1077
1078 int setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
1079 {
1080         return 0;
1081 }
1082
1083 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
1084 /* cpumask of CPUs with asymetric SMT dependancy */
1085 static int powerpc_smt_flags(void)
1086 {
1087         int flags = SD_SHARE_CPUCAPACITY | SD_SHARE_PKG_RESOURCES;
1088
1089         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ASYM_SMT)) {
1090                 printk_once(KERN_INFO "Enabling Asymmetric SMT scheduling\n");
1091                 flags |= SD_ASYM_PACKING;
1092         }
1093         return flags;
1094 }
1095 #endif
1096
1097 static struct sched_domain_topology_level powerpc_topology[] = {
1098 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
1099         { cpu_smt_mask, powerpc_smt_flags, SD_INIT_NAME(SMT) },
1100 #endif
1101         { cpu_cpu_mask, SD_INIT_NAME(DIE) },
1102         { NULL, },
1103 };
1104
1105 /*
1106  * P9 has a slightly odd architecture where pairs of cores share an L2 cache.
1107  * This topology makes it *much* cheaper to migrate tasks between adjacent cores
1108  * since the migrated task remains cache hot. We want to take advantage of this
1109  * at the scheduler level so an extra topology level is required.
1110  */
1111 static int powerpc_shared_cache_flags(void)
1112 {
1113         return SD_SHARE_PKG_RESOURCES;
1114 }
1115
1116 /*
1117  * We can't just pass cpu_l2_cache_mask() directly because
1118  * returns a non-const pointer and the compiler barfs on that.
1119  */
1120 static const struct cpumask *shared_cache_mask(int cpu)
1121 {
1122         return cpu_l2_cache_mask(cpu);
1123 }
1124
1125 static struct sched_domain_topology_level power9_topology[] = {
1126 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
1127         { cpu_smt_mask, powerpc_smt_flags, SD_INIT_NAME(SMT) },
1128 #endif
1129         { shared_cache_mask, powerpc_shared_cache_flags, SD_INIT_NAME(CACHE) },
1130         { cpu_cpu_mask, SD_INIT_NAME(DIE) },
1131         { NULL, },
1132 };
1133
1134 void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
1135 {
1136         /*
1137          * We are running pinned to the boot CPU, see rest_init().
1138          */
1139         if (smp_ops && smp_ops->setup_cpu)
1140                 smp_ops->setup_cpu(boot_cpuid);
1141
1142         if (smp_ops && smp_ops->bringup_done)
1143                 smp_ops->bringup_done();
1144
1145         dump_numa_cpu_topology();
1146
1147         /*
1148          * If any CPU detects that it's sharing a cache with another CPU then
1149          * use the deeper topology that is aware of this sharing.
1150          */
1151         if (shared_caches) {
1152                 pr_info("Using shared cache scheduler topology\n");
1153                 set_sched_topology(power9_topology);
1154         } else {
1155                 pr_info("Using standard scheduler topology\n");
1156                 set_sched_topology(powerpc_topology);
1157         }
1158 }
1159
1160 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1161 int __cpu_disable(void)
1162 {
1163         int cpu = smp_processor_id();
1164         int err;
1165
1166         if (!smp_ops->cpu_disable)
1167                 return -ENOSYS;
1168
1169         this_cpu_disable_ftrace();
1170
1171         err = smp_ops->cpu_disable();
1172         if (err)
1173                 return err;
1174
1175         /* Update sibling maps */
1176         remove_cpu_from_masks(cpu);
1177
1178         return 0;
1179 }
1180
1181 void __cpu_die(unsigned int cpu)
1182 {
1183         if (smp_ops->cpu_die)
1184                 smp_ops->cpu_die(cpu);
1185 }
1186
1187 void cpu_die(void)
1188 {
1189         /*
1190          * Disable on the down path. This will be re-enabled by
1191          * start_secondary() via start_secondary_resume() below
1192          */
1193         this_cpu_disable_ftrace();
1194
1195         if (ppc_md.cpu_die)
1196                 ppc_md.cpu_die();
1197
1198         /* If we return, we re-enter start_secondary */
1199         start_secondary_resume();
1200 }
1201
1202 #endif