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 #ifdef CONFIG_GENERIC_CLOCKEVENTS_BROADCAST
 160 static irqreturn_t tick_broadcast_ipi_action(int irq, void *data)
 161 {
 162         timer_broadcast_interrupt();
 163         return IRQ_HANDLED;
 164 }
 165 #endif
 166
 167 #ifdef CONFIG_NMI_IPI
 168 static irqreturn_t nmi_ipi_action(int irq, void *data)
 169 {
 170         smp_handle_nmi_ipi(get_irq_regs());
 171         return IRQ_HANDLED;
 172 }
 173 #endif
 174
 175 static irq_handler_t smp_ipi_action[] = {
 176         [PPC_MSG_CALL_FUNCTION] =  call_function_action,
 177         [PPC_MSG_RESCHEDULE] = reschedule_action,
 178 #ifdef CONFIG_GENERIC_CLOCKEVENTS_BROADCAST
 179         [PPC_MSG_TICK_BROADCAST] = tick_broadcast_ipi_action,
 180 #endif
 181 #ifdef CONFIG_NMI_IPI
 182         [PPC_MSG_NMI_IPI] = nmi_ipi_action,
 183 #endif
 184 };
 185
 186 /*
 187  * The NMI IPI is a fallback and not truly non-maskable. It is simpler
 188  * than going through the call function infrastructure, and strongly
 189  * serialized, so it is more appropriate for debugging.
 190  */
 191 const char *smp_ipi_name[] = {
 192         [PPC_MSG_CALL_FUNCTION] =  "ipi call function",
 193         [PPC_MSG_RESCHEDULE] = "ipi reschedule",
 194 #ifdef CONFIG_GENERIC_CLOCKEVENTS_BROADCAST
 195         [PPC_MSG_TICK_BROADCAST] = "ipi tick-broadcast",
 196 #endif
 197 #ifdef CONFIG_NMI_IPI
 198         [PPC_MSG_NMI_IPI] = "nmi ipi",
 199 #endif
 200 };
 201
 202 /* optional function to request ipi, for controllers with >= 4 ipis */
 203 int smp_request_message_ipi(int virq, int msg)
 204 {
 205         int err;
 206
 207         if (msg < 0 || msg > PPC_MSG_NMI_IPI)
 208                 return -EINVAL;
 209 #ifndef CONFIG_NMI_IPI
 210         if (msg == PPC_MSG_NMI_IPI)
 211                 return 1;
 212 #endif
 213
 214         err = request_irq(virq, smp_ipi_action[msg],
 215                           IRQF_PERCPU | IRQF_NO_THREAD | IRQF_NO_SUSPEND,
 216                           smp_ipi_name[msg], NULL);
 217         WARN(err < 0, "unable to request_irq %d for %s (rc %d)\n",
 218                 virq, smp_ipi_name[msg], err);
 219
 220         return err;
 221 }
 222
 223 #ifdef CONFIG_PPC_SMP_MUXED_IPI
 224 struct cpu_messages {
 225         long messages;                  /* current messages */
 226 };
 227 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct cpu_messages, ipi_message);
 228
 229 void smp_muxed_ipi_set_message(int cpu, int msg)
 230 {
 231         struct cpu_messages *info = &per_cpu(ipi_message, cpu);
 232         char *message = (char *)&info->messages;
 233
 234         /*
 235          * Order previous accesses before accesses in the IPI handler.
 236          */
 237         smp_mb();
 238         message[msg] = 1;
 239 }
 240
 241 void smp_muxed_ipi_message_pass(int cpu, int msg)
 242 {
 243         smp_muxed_ipi_set_message(cpu, msg);
 244
 245         /*
 246          * cause_ipi functions are required to include a full barrier
 247          * before doing whatever causes the IPI.
 248          */
 249         smp_ops->cause_ipi(cpu);
 250 }
 251
 252 #ifdef __BIG_ENDIAN__
 253 #define IPI_MESSAGE(A) (1uL << ((BITS_PER_LONG - 8) - 8 * (A)))
 254 #else
 255 #define IPI_MESSAGE(A) (1uL << (8 * (A)))
 256 #endif
 257
 258 irqreturn_t smp_ipi_demux(void)
 259 {
 260         mb();   /* order any irq clear */
 261
 262         return smp_ipi_demux_relaxed();
 263 }
 264
 265 /* sync-free variant. Callers should ensure synchronization */
 266 irqreturn_t smp_ipi_demux_relaxed(void)
 267 {
 268         struct cpu_messages *info;
 269         unsigned long all;
 270
 271         info = this_cpu_ptr(&ipi_message);
 272         do {
 273                 all = xchg(&info->messages, 0);
 274 #if defined(CONFIG_KVM_XICS) && defined(CONFIG_KVM_BOOK3S_HV_POSSIBLE)
 275                 /*
 276                  * Must check for PPC_MSG_RM_HOST_ACTION messages
 277                  * before PPC_MSG_CALL_FUNCTION messages because when
 278                  * a VM is destroyed, we call kick_all_cpus_sync()
 279                  * to ensure that any pending PPC_MSG_RM_HOST_ACTION
 280                  * messages have completed before we free any VCPUs.
 281                  */
 282                 if (all & IPI_MESSAGE(PPC_MSG_RM_HOST_ACTION))
 283                         kvmppc_xics_ipi_action();
 284 #endif
 285                 if (all & IPI_MESSAGE(PPC_MSG_CALL_FUNCTION))
 286                         generic_smp_call_function_interrupt();
 287                 if (all & IPI_MESSAGE(PPC_MSG_RESCHEDULE))
 288                         scheduler_ipi();
 289 #ifdef CONFIG_GENERIC_CLOCKEVENTS_BROADCAST
 290                 if (all & IPI_MESSAGE(PPC_MSG_TICK_BROADCAST))
 291                         timer_broadcast_interrupt();
 292 #endif
 293 #ifdef CONFIG_NMI_IPI
 294                 if (all & IPI_MESSAGE(PPC_MSG_NMI_IPI))
 295                         nmi_ipi_action(0, NULL);
 296 #endif
 297         } while (info->messages);
 298
 299         return IRQ_HANDLED;
 300 }
 301 #endif /* CONFIG_PPC_SMP_MUXED_IPI */
 302
 303 static inline void do_message_pass(int cpu, int msg)
 304 {
 305         if (smp_ops->message_pass)
 306                 smp_ops->message_pass(cpu, msg);
 307 #ifdef CONFIG_PPC_SMP_MUXED_IPI
 308         else
 309                 smp_muxed_ipi_message_pass(cpu, msg);
 310 #endif
 311 }
 312
 313 void smp_send_reschedule(int cpu)
 314 {
 315         if (likely(smp_ops))
 316                 do_message_pass(cpu, PPC_MSG_RESCHEDULE);
 317 }
 318 EXPORT_SYMBOL_GPL(smp_send_reschedule);
 319
 320 void arch_send_call_function_single_ipi(int cpu)
 321 {
 322         do_message_pass(cpu, PPC_MSG_CALL_FUNCTION);
 323 }
 324
 325 void arch_send_call_function_ipi_mask(const struct cpumask *mask)
 326 {
 327         unsigned int cpu;
 328
 329         for_each_cpu(cpu, mask)
 330                 do_message_pass(cpu, PPC_MSG_CALL_FUNCTION);
 331 }
 332
 333 #ifdef CONFIG_NMI_IPI
 334
 335 /*
 336  * "NMI IPI" system.
 337  *
 338  * NMI IPIs may not be recoverable, so should not be used as ongoing part of
 339  * a running system. They can be used for crash, debug, halt/reboot, etc.
 340  *
 341  * NMI IPIs are globally single threaded. No more than one in progress at
 342  * any time.
 343  *
 344  * The IPI call waits with interrupts disabled until all targets enter the
 345  * NMI handler, then the call returns.
 346  *
 347  * No new NMI can be initiated until targets exit the handler.
 348  *
 349  * The IPI call may time out without all targets entering the NMI handler.
 350  * In that case, there is some logic to recover (and ignore subsequent
 351  * NMI interrupts that may eventually be raised), but the platform interrupt
 352  * handler may not be able to distinguish this from other exception causes,
 353  * which may cause a crash.
 354  */
 355
 356 static atomic_t __nmi_ipi_lock = ATOMIC_INIT(0);
 357 static struct cpumask nmi_ipi_pending_mask;
 358 static int nmi_ipi_busy_count = 0;
 359 static void (*nmi_ipi_function)(struct pt_regs *) = NULL;
 360
 361 static void nmi_ipi_lock_start(unsigned long *flags)
 362 {
 363         raw_local_irq_save(*flags);
 364         hard_irq_disable();
 365         while (atomic_cmpxchg(&__nmi_ipi_lock, 0, 1) == 1) {
 366                 raw_local_irq_restore(*flags);
 367                 spin_until_cond(atomic_read(&__nmi_ipi_lock) == 0);
 368                 raw_local_irq_save(*flags);
 369                 hard_irq_disable();
 370         }
 371 }
 372
 373 static void nmi_ipi_lock(void)
 374 {
 375         while (atomic_cmpxchg(&__nmi_ipi_lock, 0, 1) == 1)
 376                 spin_until_cond(atomic_read(&__nmi_ipi_lock) == 0);
 377 }
 378
 379 static void nmi_ipi_unlock(void)
 380 {
 381         smp_mb();
 382         WARN_ON(atomic_read(&__nmi_ipi_lock) != 1);
 383         atomic_set(&__nmi_ipi_lock, 0);
 384 }
 385
 386 static void nmi_ipi_unlock_end(unsigned long *flags)
 387 {
 388         nmi_ipi_unlock();
 389         raw_local_irq_restore(*flags);
 390 }
 391
 392 /*
 393  * Platform NMI handler calls this to ack
 394  */
 395 int smp_handle_nmi_ipi(struct pt_regs *regs)
 396 {
 397         void (*fn)(struct pt_regs *);
 398         unsigned long flags;
 399         int me = raw_smp_processor_id();
 400         int ret = 0;
 401
 402         /*
 403          * Unexpected NMIs are possible here because the interrupt may not
 404          * be able to distinguish NMI IPIs from other types of NMIs, or
 405          * because the caller may have timed out.
 406          */
 407         nmi_ipi_lock_start(&flags);
 408         if (!nmi_ipi_busy_count)
 409                 goto out;
 410         if (!cpumask_test_cpu(me, &nmi_ipi_pending_mask))
 411                 goto out;
 412
 413         fn = nmi_ipi_function;
 414         if (!fn)
 415                 goto out;
 416
 417         cpumask_clear_cpu(me, &nmi_ipi_pending_mask);
 418         nmi_ipi_busy_count++;
 419         nmi_ipi_unlock();
 420
 421         ret = 1;
 422
 423         fn(regs);
 424
 425         nmi_ipi_lock();
 426         nmi_ipi_busy_count--;
 427 out:
 428         nmi_ipi_unlock_end(&flags);
 429
 430         return ret;
 431 }
 432
 433 static void do_smp_send_nmi_ipi(int cpu, bool safe)
 434 {
 435         if (!safe && smp_ops->cause_nmi_ipi && smp_ops->cause_nmi_ipi(cpu))
 436                 return;
 437
 438         if (cpu >= 0) {
 439                 do_message_pass(cpu, PPC_MSG_NMI_IPI);
 440         } else {
 441                 int c;
 442
 443                 for_each_online_cpu(c) {
 444                         if (c == raw_smp_processor_id())
 445                                 continue;
 446                         do_message_pass(c, PPC_MSG_NMI_IPI);
 447                 }
 448         }
 449 }
 450
 451 void smp_flush_nmi_ipi(u64 delay_us)
 452 {
 453         unsigned long flags;
 454
 455         nmi_ipi_lock_start(&flags);
 456         while (nmi_ipi_busy_count) {
 457                 nmi_ipi_unlock_end(&flags);
 458                 udelay(1);
 459                 if (delay_us) {
 460                         delay_us--;
 461                         if (!delay_us)
 462                                 return;
 463                 }
 464                 nmi_ipi_lock_start(&flags);
 465         }
 466         nmi_ipi_unlock_end(&flags);
 467 }
 468
 469 /*
 470  * - cpu is the target CPU (must not be this CPU), or NMI_IPI_ALL_OTHERS.
 471  * - fn is the target callback function.
 472  * - delay_us > 0 is the delay before giving up waiting for targets to
 473  *   enter the handler, == 0 specifies indefinite delay.
 474  */
 475 int __smp_send_nmi_ipi(int cpu, void (*fn)(struct pt_regs *), u64 delay_us, bool safe)
 476 {
 477         unsigned long flags;
 478         int me = raw_smp_processor_id();
 479         int ret = 1;
 480
 481         BUG_ON(cpu == me);
 482         BUG_ON(cpu < 0 && cpu != NMI_IPI_ALL_OTHERS);
 483
 484         if (unlikely(!smp_ops))
 485                 return 0;
 486
 487         /* Take the nmi_ipi_busy count/lock with interrupts hard disabled */
 488         nmi_ipi_lock_start(&flags);
 489         while (nmi_ipi_busy_count) {
 490                 nmi_ipi_unlock_end(&flags);
 491                 spin_until_cond(nmi_ipi_busy_count == 0);
 492                 nmi_ipi_lock_start(&flags);
 493         }
 494
 495         nmi_ipi_function = fn;
 496
 497         if (cpu < 0) {
 498                 /* ALL_OTHERS */
 499                 cpumask_copy(&nmi_ipi_pending_mask, cpu_online_mask);
 500                 cpumask_clear_cpu(me, &nmi_ipi_pending_mask);
 501         } else {
 502                 /* cpumask starts clear */
 503                 cpumask_set_cpu(cpu, &nmi_ipi_pending_mask);
 504         }
 505         nmi_ipi_busy_count++;
 506         nmi_ipi_unlock();
 507
 508         do_smp_send_nmi_ipi(cpu, safe);
 509
 510         while (!cpumask_empty(&nmi_ipi_pending_mask)) {
 511                 udelay(1);
 512                 if (delay_us) {
 513                         delay_us--;
 514                         if (!delay_us)
 515                                 break;
 516                 }
 517         }
 518
 519         nmi_ipi_lock();
 520         if (!cpumask_empty(&nmi_ipi_pending_mask)) {
 521                 /* Could not gather all CPUs */
 522                 ret = 0;
 523                 cpumask_clear(&nmi_ipi_pending_mask);
 524         }
 525         nmi_ipi_busy_count--;
 526         nmi_ipi_unlock_end(&flags);
 527
 528         return ret;
 529 }
 530
 531 int smp_send_nmi_ipi(int cpu, void (*fn)(struct pt_regs *), u64 delay_us)
 532 {
 533         return __smp_send_nmi_ipi(cpu, fn, delay_us, false);
 534 }
 535
 536 int smp_send_safe_nmi_ipi(int cpu, void (*fn)(struct pt_regs *), u64 delay_us)
 537 {
 538         return __smp_send_nmi_ipi(cpu, fn, delay_us, true);
 539 }
 540 #endif /* CONFIG_NMI_IPI */
 541
 542 #ifdef CONFIG_GENERIC_CLOCKEVENTS_BROADCAST
 543 void tick_broadcast(const struct cpumask *mask)
 544 {
 545         unsigned int cpu;
 546
 547         for_each_cpu(cpu, mask)
 548                 do_message_pass(cpu, PPC_MSG_TICK_BROADCAST);
 549 }
 550 #endif
 551
 552 #ifdef CONFIG_DEBUGGER
 553 void debugger_ipi_callback(struct pt_regs *regs)
 554 {
 555         debugger_ipi(regs);
 556 }
 557
 558 void smp_send_debugger_break(void)
 559 {
 560         smp_send_nmi_ipi(NMI_IPI_ALL_OTHERS, debugger_ipi_callback, 1000000);
 561 }
 562 #endif
 563
 564 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
 565 void crash_send_ipi(void (*crash_ipi_callback)(struct pt_regs *))
 566 {
 567         int cpu;
 568
 569         smp_send_nmi_ipi(NMI_IPI_ALL_OTHERS, crash_ipi_callback, 1000000);
 570         if (kdump_in_progress() && crash_wake_offline) {
 571                 for_each_present_cpu(cpu) {
 572                         if (cpu_online(cpu))
 573                                 continue;
 574                         /*
 575                          * crash_ipi_callback will wait for
 576                          * all cpus, including offline CPUs.
 577                          * We don't care about nmi_ipi_function.
 578                          * Offline cpus will jump straight into
 579                          * crash_ipi_callback, we can skip the
 580                          * entire NMI dance and waiting for
 581                          * cpus to clear pending mask, etc.
 582                          */
 583                         do_smp_send_nmi_ipi(cpu, false);
 584                 }
 585         }
 586 }
 587 #endif
 588
 589 #ifdef CONFIG_NMI_IPI
 590 static void nmi_stop_this_cpu(struct pt_regs *regs)
 591 {
 592         /*
 593          * This is a special case because it never returns, so the NMI IPI
 594          * handling would never mark it as done, which makes any later
 595          * smp_send_nmi_ipi() call spin forever. Mark it done now.
 596          *
 597          * IRQs are already hard disabled by the smp_handle_nmi_ipi.
 598          */
 599         nmi_ipi_lock();
 600         nmi_ipi_busy_count--;
 601         nmi_ipi_unlock();
 602
 603         spin_begin();
 604         while (1)
 605                 spin_cpu_relax();
 606 }
 607
 608 void smp_send_stop(void)
 609 {
 610         smp_send_nmi_ipi(NMI_IPI_ALL_OTHERS, nmi_stop_this_cpu, 1000000);
 611 }
 612
 613 #else /* CONFIG_NMI_IPI */
 614
 615 static void stop_this_cpu(void *dummy)
 616 {
 617         hard_irq_disable();
 618         spin_begin();
 619         while (1)
 620                 spin_cpu_relax();
 621 }
 622
 623 void smp_send_stop(void)
 624 {
 625         static bool stopped = false;
 626
 627         /*
 628          * Prevent waiting on csd lock from a previous smp_send_stop.
 629          * This is racy, but in general callers try to do the right
 630          * thing and only fire off one smp_send_stop (e.g., see
 631          * kernel/panic.c)
 632          */
 633         if (stopped)
 634                 return;
 635
 636         stopped = true;
 637
 638         smp_call_function(stop_this_cpu, NULL, 0);
 639 }
 640 #endif /* CONFIG_NMI_IPI */
 641
 642 struct thread_info *current_set[NR_CPUS];
 643
 644 static void smp_store_cpu_info(int id)
 645 {
 646         per_cpu(cpu_pvr, id) = mfspr(SPRN_PVR);
 647 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 648         per_cpu(next_tlbcam_idx, id)
 649                 = (mfspr(SPRN_TLB1CFG) & TLBnCFG_N_ENTRY) - 1;
 650 #endif
 651 }
 652
 653 /*
 654  * Relationships between CPUs are maintained in a set of per-cpu cpumasks so
 655  * rather than just passing around the cpumask we pass around a function that
 656  * returns the that cpumask for the given CPU.
 657  */
 658 static void set_cpus_related(int i, int j, struct cpumask *(*get_cpumask)(int))
 659 {
 660         cpumask_set_cpu(i, get_cpumask(j));
 661         cpumask_set_cpu(j, get_cpumask(i));
 662 }
 663
 664 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 665 static void set_cpus_unrelated(int i, int j,
 666                 struct cpumask *(*get_cpumask)(int))
 667 {
 668         cpumask_clear_cpu(i, get_cpumask(j));
 669         cpumask_clear_cpu(j, get_cpumask(i));
 670 }
 671 #endif
 672
 673 void __init smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
 674 {
 675         unsigned int cpu;
 676
 677         DBG("smp_prepare_cpus\n");
 678
 679         /*
 680          * setup_cpu may need to be called on the boot cpu. We havent
 681          * spun any cpus up but lets be paranoid.
 682          */
 683         BUG_ON(boot_cpuid != smp_processor_id());
 684
 685         /* Fixup boot cpu */
 686         smp_store_cpu_info(boot_cpuid);
 687         cpu_callin_map[boot_cpuid] = 1;
 688
 689         for_each_possible_cpu(cpu) {
 690                 zalloc_cpumask_var_node(&per_cpu(cpu_sibling_map, cpu),
 691                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
 692                 zalloc_cpumask_var_node(&per_cpu(cpu_l2_cache_map, cpu),
 693                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
 694                 zalloc_cpumask_var_node(&per_cpu(cpu_core_map, cpu),
 695                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
 696                 /*
 697                  * numa_node_id() works after this.
 698                  */
 699                 if (cpu_present(cpu)) {
 700                         set_cpu_numa_node(cpu, numa_cpu_lookup_table[cpu]);
 701                         set_cpu_numa_mem(cpu,
 702                                 local_memory_node(numa_cpu_lookup_table[cpu]));
 703                 }
 704         }
 705
 706         /* Init the cpumasks so the boot CPU is related to itself */
 707         cpumask_set_cpu(boot_cpuid, cpu_sibling_mask(boot_cpuid));
 708         cpumask_set_cpu(boot_cpuid, cpu_l2_cache_mask(boot_cpuid));
 709         cpumask_set_cpu(boot_cpuid, cpu_core_mask(boot_cpuid));
 710
 711         if (smp_ops && smp_ops->probe)
 712                 smp_ops->probe();
 713 }
 714
 715 void smp_prepare_boot_cpu(void)
 716 {
 717         BUG_ON(smp_processor_id() != boot_cpuid);
 718 #ifdef CONFIG_PPC64
 719         paca_ptrs[boot_cpuid]->__current = current;
 720 #endif
 721         set_numa_node(numa_cpu_lookup_table[boot_cpuid]);
 722         current_set[boot_cpuid] = task_thread_info(current);
 723 }
 724
 725 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 726
 727 int generic_cpu_disable(void)
 728 {
 729         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 730
 731         if (cpu == boot_cpuid)
 732                 return -EBUSY;
 733
 734         set_cpu_online(cpu, false);
 735 #ifdef CONFIG_PPC64
 736         vdso_data->processorCount--;
 737 #endif
 738         /* Update affinity of all IRQs previously aimed at this CPU */
 739         irq_migrate_all_off_this_cpu();
 740
 741         /*
 742          * Depending on the details of the interrupt controller, it's possible
 743          * that one of the interrupts we just migrated away from this CPU is
 744          * actually already pending on this CPU. If we leave it in that state
 745          * the interrupt will never be EOI'ed, and will never fire again. So
 746          * temporarily enable interrupts here, to allow any pending interrupt to
 747          * be received (and EOI'ed), before we take this CPU offline.
 748          */
 749         local_irq_enable();
 750         mdelay(1);
 751         local_irq_disable();
 752
 753         return 0;
 754 }
 755
 756 void generic_cpu_die(unsigned int cpu)
 757 {
 758         int i;
 759
 760         for (i = 0; i < 100; i++) {
 761                 smp_rmb();
 762                 if (is_cpu_dead(cpu))
 763                         return;
 764                 msleep(100);
 765         }
 766         printk(KERN_ERR "CPU%d didn't die...\n", cpu);
 767 }
 768
 769 void generic_set_cpu_dead(unsigned int cpu)
 770 {
 771         per_cpu(cpu_state, cpu) = CPU_DEAD;
 772 }
 773
 774 /*
 775  * The cpu_state should be set to CPU_UP_PREPARE in kick_cpu(), otherwise
 776  * the cpu_state is always CPU_DEAD after calling generic_set_cpu_dead(),
 777  * which makes the delay in generic_cpu_die() not happen.
 778  */
 779 void generic_set_cpu_up(unsigned int cpu)
 780 {
 781         per_cpu(cpu_state, cpu) = CPU_UP_PREPARE;
 782 }
 783
 784 int generic_check_cpu_restart(unsigned int cpu)
 785 {
 786         return per_cpu(cpu_state, cpu) == CPU_UP_PREPARE;
 787 }
 788
 789 int is_cpu_dead(unsigned int cpu)
 790 {
 791         return per_cpu(cpu_state, cpu) == CPU_DEAD;
 792 }
 793
 794 static bool secondaries_inhibited(void)
 795 {
 796         return kvm_hv_mode_active();
 797 }
 798
 799 #else /* HOTPLUG_CPU */
 800
 801 #define secondaries_inhibited()         0
 802
 803 #endif
 804
 805 static void cpu_idle_thread_init(unsigned int cpu, struct task_struct *idle)
 806 {
 807         struct thread_info *ti = task_thread_info(idle);
 808
 809 #ifdef CONFIG_PPC64
 810         paca_ptrs[cpu]->__current = idle;
 811         paca_ptrs[cpu]->kstack = (unsigned long)ti + THREAD_SIZE - STACK_FRAME_OVERHEAD;
 812 #endif
 813         ti->cpu = cpu;
 814         secondary_ti = current_set[cpu] = ti;
 815 }
 816
 817 int __cpu_up(unsigned int cpu, struct task_struct *tidle)
 818 {
 819         int rc, c;
 820
 821         /*
 822          * Don't allow secondary threads to come online if inhibited
 823          */
 824         if (threads_per_core > 1 && secondaries_inhibited() &&
 825             cpu_thread_in_subcore(cpu))
 826                 return -EBUSY;
 827
 828         if (smp_ops == NULL ||
 829             (smp_ops->cpu_bootable && !smp_ops->cpu_bootable(cpu)))
 830                 return -EINVAL;
 831
 832         cpu_idle_thread_init(cpu, tidle);
 833
 834         /*
 835          * The platform might need to allocate resources prior to bringing
 836          * up the CPU
 837          */
 838         if (smp_ops->prepare_cpu) {
 839                 rc = smp_ops->prepare_cpu(cpu);
 840                 if (rc)
 841                         return rc;
 842         }
 843
 844         /* Make sure callin-map entry is 0 (can be leftover a CPU
 845          * hotplug
 846          */
 847         cpu_callin_map[cpu] = 0;
 848
 849         /* The information for processor bringup must
 850          * be written out to main store before we release
 851          * the processor.
 852          */
 853         smp_mb();
 854
 855         /* wake up cpus */
 856         DBG("smp: kicking cpu %d\n", cpu);
 857         rc = smp_ops->kick_cpu(cpu);
 858         if (rc) {
 859                 pr_err("smp: failed starting cpu %d (rc %d)\n", cpu, rc);
 860                 return rc;
 861         }
 862
 863         /*
 864          * wait to see if the cpu made a callin (is actually up).
 865          * use this value that I found through experimentation.
 866          * -- Cort
 867          */
 868         if (system_state < SYSTEM_RUNNING)
 869                 for (c = 50000; c && !cpu_callin_map[cpu]; c--)
 870                         udelay(100);
 871 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 872         else
 873                 /*
 874                  * CPUs can take much longer to come up in the
 875                  * hotplug case.  Wait five seconds.
 876                  */
 877                 for (c = 5000; c && !cpu_callin_map[cpu]; c--)
 878                         msleep(1);
 879 #endif
 880
 881         if (!cpu_callin_map[cpu]) {
 882                 printk(KERN_ERR "Processor %u is stuck.\n", cpu);
 883                 return -ENOENT;
 884         }
 885
 886         DBG("Processor %u found.\n", cpu);
 887
 888         if (smp_ops->give_timebase)
 889                 smp_ops->give_timebase();
 890
 891         /* Wait until cpu puts itself in the online & active maps */
 892         spin_until_cond(cpu_online(cpu));
 893
 894         return 0;
 895 }
 896
 897 /* Return the value of the reg property corresponding to the given
 898  * logical cpu.
 899  */
 900 int cpu_to_core_id(int cpu)
 901 {
 902         struct device_node *np;
 903         const __be32 *reg;
 904         int id = -1;
 905
 906         np = of_get_cpu_node(cpu, NULL);
 907         if (!np)
 908                 goto out;
 909
 910         reg = of_get_property(np, "reg", NULL);
 911         if (!reg)
 912                 goto out;
 913
 914         id = be32_to_cpup(reg);
 915 out:
 916         of_node_put(np);
 917         return id;
 918 }
 919 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpu_to_core_id);
 920
 921 /* Helper routines for cpu to core mapping */
 922 int cpu_core_index_of_thread(int cpu)
 923 {
 924         return cpu >> threads_shift;
 925 }
 926 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpu_core_index_of_thread);
 927
 928 int cpu_first_thread_of_core(int core)
 929 {
 930         return core << threads_shift;
 931 }
 932 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpu_first_thread_of_core);
 933
 934 /* Must be called when no change can occur to cpu_present_mask,
 935  * i.e. during cpu online or offline.
 936  */
 937 static struct device_node *cpu_to_l2cache(int cpu)
 938 {
 939         struct device_node *np;
 940         struct device_node *cache;
 941
 942         if (!cpu_present(cpu))
 943                 return NULL;
 944
 945         np = of_get_cpu_node(cpu, NULL);
 946         if (np == NULL)
 947                 return NULL;
 948
 949         cache = of_find_next_cache_node(np);
 950
 951         of_node_put(np);
 952
 953         return cache;
 954 }
 955
 956 static bool update_mask_by_l2(int cpu, struct cpumask *(*mask_fn)(int))
 957 {
 958         struct device_node *l2_cache, *np;
 959         int i;
 960
 961         l2_cache = cpu_to_l2cache(cpu);
 962         if (!l2_cache)
 963                 return false;
 964
 965         for_each_cpu(i, cpu_online_mask) {
 966                 /*
 967                  * when updating the marks the current CPU has not been marked
 968                  * online, but we need to update the cache masks
 969                  */
 970                 np = cpu_to_l2cache(i);
 971                 if (!np)
 972                         continue;
 973
 974                 if (np == l2_cache)
 975                         set_cpus_related(cpu, i, mask_fn);
 976
 977                 of_node_put(np);
 978         }
 979         of_node_put(l2_cache);
 980
 981         return true;
 982 }
 983
 984 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 985 static void remove_cpu_from_masks(int cpu)
 986 {
 987         int i;
 988
 989         /* NB: cpu_core_mask is a superset of the others */
 990         for_each_cpu(i, cpu_core_mask(cpu)) {
 991                 set_cpus_unrelated(cpu, i, cpu_core_mask);
 992                 set_cpus_unrelated(cpu, i, cpu_l2_cache_mask);
 993                 set_cpus_unrelated(cpu, i, cpu_sibling_mask);
 994         }
 995 }
 996 #endif
 997
 998 static void add_cpu_to_masks(int cpu)
 999 {
1000         int first_thread = cpu_first_thread_sibling(cpu);
1001         int chipid = cpu_to_chip_id(cpu);
1002         int i;
1003
1004         /*
1005          * This CPU will not be in the online mask yet so we need to manually
1006          * add it to it's own thread sibling mask.
1007          */
1008         cpumask_set_cpu(cpu, cpu_sibling_mask(cpu));
1009
1010         for (i = first_thread; i < first_thread + threads_per_core; i++)
1011                 if (cpu_online(i))
1012                         set_cpus_related(i, cpu, cpu_sibling_mask);
1013
1014         /*
1015          * Copy the thread sibling mask into the cache sibling mask
1016          * and mark any CPUs that share an L2 with this CPU.
1017          */
1018         for_each_cpu(i, cpu_sibling_mask(cpu))
1019                 set_cpus_related(cpu, i, cpu_l2_cache_mask);
1020         update_mask_by_l2(cpu, cpu_l2_cache_mask);
1021
1022         /*
1023          * Copy the cache sibling mask into core sibling mask and mark
1024          * any CPUs on the same chip as this CPU.
1025          */
1026         for_each_cpu(i, cpu_l2_cache_mask(cpu))
1027                 set_cpus_related(cpu, i, cpu_core_mask);
1028
1029         if (chipid == -1)
1030                 return;
1031
1032         for_each_cpu(i, cpu_online_mask)
1033                 if (cpu_to_chip_id(i) == chipid)
1034                         set_cpus_related(cpu, i, cpu_core_mask);
1035 }
1036
1037 static bool shared_caches;
1038
1039 /* Activate a secondary processor. */
1040 void start_secondary(void *unused)
1041 {
1042         unsigned int cpu = smp_processor_id();
1043
1044         mmgrab(&init_mm);
1045         current->active_mm = &init_mm;
1046
1047         smp_store_cpu_info(cpu);
1048         set_dec(tb_ticks_per_jiffy);
1049         preempt_disable();
1050         cpu_callin_map[cpu] = 1;
1051
1052         if (smp_ops->setup_cpu)
1053                 smp_ops->setup_cpu(cpu);
1054         if (smp_ops->take_timebase)
1055                 smp_ops->take_timebase();
1056
1057         secondary_cpu_time_init();
1058
1059 #ifdef CONFIG_PPC64
1060         if (system_state == SYSTEM_RUNNING)
1061                 vdso_data->processorCount++;
1062
1063         vdso_getcpu_init();
1064 #endif
1065         /* Update topology CPU masks */
1066         add_cpu_to_masks(cpu);
1067
1068         /*
1069          * Check for any shared caches. Note that this must be done on a
1070          * per-core basis because one core in the pair might be disabled.
1071          */
1072         if (!cpumask_equal(cpu_l2_cache_mask(cpu), cpu_sibling_mask(cpu)))
1073                 shared_caches = true;
1074
1075         set_numa_node(numa_cpu_lookup_table[cpu]);
1076         set_numa_mem(local_memory_node(numa_cpu_lookup_table[cpu]));
1077
1078         smp_wmb();
1079         notify_cpu_starting(cpu);
1080         set_cpu_online(cpu, true);
1081
1082         local_irq_enable();
1083
1084         /* We can enable ftrace for secondary cpus now */
1085         this_cpu_enable_ftrace();
1086
1087         cpu_startup_entry(CPUHP_AP_ONLINE_IDLE);
1088
1089         BUG();
1090 }
1091
1092 int setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
1093 {
1094         return 0;
1095 }
1096
1097 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
1098 /* cpumask of CPUs with asymetric SMT dependancy */
1099 static int powerpc_smt_flags(void)
1100 {
1101         int flags = SD_SHARE_CPUCAPACITY | SD_SHARE_PKG_RESOURCES;
1102
1103         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ASYM_SMT)) {
1104                 printk_once(KERN_INFO "Enabling Asymmetric SMT scheduling\n");
1105                 flags |= SD_ASYM_PACKING;
1106         }
1107         return flags;
1108 }
1109 #endif
1110
1111 static struct sched_domain_topology_level powerpc_topology[] = {
1112 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
1113         { cpu_smt_mask, powerpc_smt_flags, SD_INIT_NAME(SMT) },
1114 #endif
1115         { cpu_cpu_mask, SD_INIT_NAME(DIE) },
1116         { NULL, },
1117 };
1118
1119 /*
1120  * P9 has a slightly odd architecture where pairs of cores share an L2 cache.
1121  * This topology makes it *much* cheaper to migrate tasks between adjacent cores
1122  * since the migrated task remains cache hot. We want to take advantage of this
1123  * at the scheduler level so an extra topology level is required.
1124  */
1125 static int powerpc_shared_cache_flags(void)
1126 {
1127         return SD_SHARE_PKG_RESOURCES;
1128 }
1129
1130 /*
1131  * We can't just pass cpu_l2_cache_mask() directly because
1132  * returns a non-const pointer and the compiler barfs on that.
1133  */
1134 static const struct cpumask *shared_cache_mask(int cpu)
1135 {
1136         return cpu_l2_cache_mask(cpu);
1137 }
1138
1139 static struct sched_domain_topology_level power9_topology[] = {
1140 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
1141         { cpu_smt_mask, powerpc_smt_flags, SD_INIT_NAME(SMT) },
1142 #endif
1143         { shared_cache_mask, powerpc_shared_cache_flags, SD_INIT_NAME(CACHE) },
1144         { cpu_cpu_mask, SD_INIT_NAME(DIE) },
1145         { NULL, },
1146 };
1147
1148 void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
1149 {
1150         /*
1151          * We are running pinned to the boot CPU, see rest_init().
1152          */
1153         if (smp_ops && smp_ops->setup_cpu)
1154                 smp_ops->setup_cpu(boot_cpuid);
1155
1156         if (smp_ops && smp_ops->bringup_done)
1157                 smp_ops->bringup_done();
1158
1159         dump_numa_cpu_topology();
1160
1161         /*
1162          * If any CPU detects that it's sharing a cache with another CPU then
1163          * use the deeper topology that is aware of this sharing.
1164          */
1165         if (shared_caches) {
1166                 pr_info("Using shared cache scheduler topology\n");
1167                 set_sched_topology(power9_topology);
1168         } else {
1169                 pr_info("Using standard scheduler topology\n");
1170                 set_sched_topology(powerpc_topology);
1171         }
1172 }
1173
1174 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1175 int __cpu_disable(void)
1176 {
1177         int cpu = smp_processor_id();
1178         int err;
1179
1180         if (!smp_ops->cpu_disable)
1181                 return -ENOSYS;
1182
1183         this_cpu_disable_ftrace();
1184
1185         err = smp_ops->cpu_disable();
1186         if (err)
1187                 return err;
1188
1189         /* Update sibling maps */
1190         remove_cpu_from_masks(cpu);
1191
1192         return 0;
1193 }
1194
1195 void __cpu_die(unsigned int cpu)
1196 {
1197         if (smp_ops->cpu_die)
1198                 smp_ops->cpu_die(cpu);
1199 }
1200
1201 void cpu_die(void)
1202 {
1203         /*
1204          * Disable on the down path. This will be re-enabled by
1205          * start_secondary() via start_secondary_resume() below
1206          */
1207         this_cpu_disable_ftrace();
1208
1209         if (ppc_md.cpu_die)
1210                 ppc_md.cpu_die();
1211
1212         /* If we return, we re-enter start_secondary */
1213         start_secondary_resume();
1214 }
1215
1216 #endif