Merge branch 'topic/intel8x0' into for-linus
[sfrench/cifs-2.6.git] / arch / x86 / mach-voyager / voyager_smp.c
1 /* -*- mode: c; c-basic-offset: 8 -*- */
2
3 /* Copyright (C) 1999,2001
4  *
5  * Author: J.E.J.Bottomley@HansenPartnership.com
6  *
7  * This file provides all the same external entries as smp.c but uses
8  * the voyager hal to provide the functionality
9  */
10 #include <linux/cpu.h>
11 #include <linux/module.h>
12 #include <linux/mm.h>
13 #include <linux/kernel_stat.h>
14 #include <linux/delay.h>
15 #include <linux/mc146818rtc.h>
16 #include <linux/cache.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/init.h>
19 #include <linux/kernel.h>
20 #include <linux/bootmem.h>
21 #include <linux/completion.h>
22 #include <asm/desc.h>
23 #include <asm/voyager.h>
24 #include <asm/vic.h>
25 #include <asm/mtrr.h>
26 #include <asm/pgalloc.h>
27 #include <asm/tlbflush.h>
28 #include <asm/arch_hooks.h>
29 #include <asm/trampoline.h>
30
31 /* TLB state -- visible externally, indexed physically */
32 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct tlb_state, cpu_tlbstate) = { &init_mm, 0 };
33
34 /* CPU IRQ affinity -- set to all ones initially */
35 static unsigned long cpu_irq_affinity[NR_CPUS] __cacheline_aligned =
36         {[0 ... NR_CPUS-1]  = ~0UL };
37
38 /* per CPU data structure (for /proc/cpuinfo et al), visible externally
39  * indexed physically */
40 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct cpuinfo_x86, cpu_info);
41 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(cpu_info);
42
43 /* physical ID of the CPU used to boot the system */
44 unsigned char boot_cpu_id;
45
46 /* The memory line addresses for the Quad CPIs */
47 struct voyager_qic_cpi *voyager_quad_cpi_addr[NR_CPUS] __cacheline_aligned;
48
49 /* The masks for the Extended VIC processors, filled in by cat_init */
50 __u32 voyager_extended_vic_processors = 0;
51
52 /* Masks for the extended Quad processors which cannot be VIC booted */
53 __u32 voyager_allowed_boot_processors = 0;
54
55 /* The mask for the Quad Processors (both extended and non-extended) */
56 __u32 voyager_quad_processors = 0;
57
58 /* Total count of live CPUs, used in process.c to display
59  * the CPU information and in irq.c for the per CPU irq
60  * activity count.  Finally exported by i386_ksyms.c */
61 static int voyager_extended_cpus = 1;
62
63 /* Used for the invalidate map that's also checked in the spinlock */
64 static volatile unsigned long smp_invalidate_needed;
65
66 /* Bitmask of CPUs present in the system - exported by i386_syms.c, used
67  * by scheduler but indexed physically */
68 static cpumask_t voyager_phys_cpu_present_map = CPU_MASK_NONE;
69
70 /* The internal functions */
71 static void send_CPI(__u32 cpuset, __u8 cpi);
72 static void ack_CPI(__u8 cpi);
73 static int ack_QIC_CPI(__u8 cpi);
74 static void ack_special_QIC_CPI(__u8 cpi);
75 static void ack_VIC_CPI(__u8 cpi);
76 static void send_CPI_allbutself(__u8 cpi);
77 static void mask_vic_irq(unsigned int irq);
78 static void unmask_vic_irq(unsigned int irq);
79 static unsigned int startup_vic_irq(unsigned int irq);
80 static void enable_local_vic_irq(unsigned int irq);
81 static void disable_local_vic_irq(unsigned int irq);
82 static void before_handle_vic_irq(unsigned int irq);
83 static void after_handle_vic_irq(unsigned int irq);
84 static void set_vic_irq_affinity(unsigned int irq, const struct cpumask *mask);
85 static void ack_vic_irq(unsigned int irq);
86 static void vic_enable_cpi(void);
87 static void do_boot_cpu(__u8 cpuid);
88 static void do_quad_bootstrap(void);
89 static void initialize_secondary(void);
90
91 int hard_smp_processor_id(void);
92 int safe_smp_processor_id(void);
93
94 /* Inline functions */
95 static inline void send_one_QIC_CPI(__u8 cpu, __u8 cpi)
96 {
97         voyager_quad_cpi_addr[cpu]->qic_cpi[cpi].cpi =
98             (smp_processor_id() << 16) + cpi;
99 }
100
101 static inline void send_QIC_CPI(__u32 cpuset, __u8 cpi)
102 {
103         int cpu;
104
105         for_each_online_cpu(cpu) {
106                 if (cpuset & (1 << cpu)) {
107 #ifdef VOYAGER_DEBUG
108                         if (!cpu_online(cpu))
109                                 VDEBUG(("CPU%d sending cpi %d to CPU%d not in "
110                                         "cpu_online_map\n",
111                                         hard_smp_processor_id(), cpi, cpu));
112 #endif
113                         send_one_QIC_CPI(cpu, cpi - QIC_CPI_OFFSET);
114                 }
115         }
116 }
117
118 static inline void wrapper_smp_local_timer_interrupt(void)
119 {
120         irq_enter();
121         smp_local_timer_interrupt();
122         irq_exit();
123 }
124
125 static inline void send_one_CPI(__u8 cpu, __u8 cpi)
126 {
127         if (voyager_quad_processors & (1 << cpu))
128                 send_one_QIC_CPI(cpu, cpi - QIC_CPI_OFFSET);
129         else
130                 send_CPI(1 << cpu, cpi);
131 }
132
133 static inline void send_CPI_allbutself(__u8 cpi)
134 {
135         __u8 cpu = smp_processor_id();
136         __u32 mask = cpus_addr(cpu_online_map)[0] & ~(1 << cpu);
137         send_CPI(mask, cpi);
138 }
139
140 static inline int is_cpu_quad(void)
141 {
142         __u8 cpumask = inb(VIC_PROC_WHO_AM_I);
143         return ((cpumask & QUAD_IDENTIFIER) == QUAD_IDENTIFIER);
144 }
145
146 static inline int is_cpu_extended(void)
147 {
148         __u8 cpu = hard_smp_processor_id();
149
150         return (voyager_extended_vic_processors & (1 << cpu));
151 }
152
153 static inline int is_cpu_vic_boot(void)
154 {
155         __u8 cpu = hard_smp_processor_id();
156
157         return (voyager_extended_vic_processors
158                 & voyager_allowed_boot_processors & (1 << cpu));
159 }
160
161 static inline void ack_CPI(__u8 cpi)
162 {
163         switch (cpi) {
164         case VIC_CPU_BOOT_CPI:
165                 if (is_cpu_quad() && !is_cpu_vic_boot())
166                         ack_QIC_CPI(cpi);
167                 else
168                         ack_VIC_CPI(cpi);
169                 break;
170         case VIC_SYS_INT:
171         case VIC_CMN_INT:
172                 /* These are slightly strange.  Even on the Quad card,
173                  * They are vectored as VIC CPIs */
174                 if (is_cpu_quad())
175                         ack_special_QIC_CPI(cpi);
176                 else
177                         ack_VIC_CPI(cpi);
178                 break;
179         default:
180                 printk("VOYAGER ERROR: CPI%d is in common CPI code\n", cpi);
181                 break;
182         }
183 }
184
185 /* local variables */
186
187 /* The VIC IRQ descriptors -- these look almost identical to the
188  * 8259 IRQs except that masks and things must be kept per processor
189  */
190 static struct irq_chip vic_chip = {
191         .name = "VIC",
192         .startup = startup_vic_irq,
193         .mask = mask_vic_irq,
194         .unmask = unmask_vic_irq,
195         .set_affinity = set_vic_irq_affinity,
196 };
197
198 /* used to count up as CPUs are brought on line (starts at 0) */
199 static int cpucount = 0;
200
201 /* The per cpu profile stuff - used in smp_local_timer_interrupt */
202 static DEFINE_PER_CPU(int, prof_multiplier) = 1;
203 static DEFINE_PER_CPU(int, prof_old_multiplier) = 1;
204 static DEFINE_PER_CPU(int, prof_counter) = 1;
205
206 /* the map used to check if a CPU has booted */
207 static __u32 cpu_booted_map;
208
209 /* the synchronize flag used to hold all secondary CPUs spinning in
210  * a tight loop until the boot sequence is ready for them */
211 static cpumask_t smp_commenced_mask = CPU_MASK_NONE;
212
213 /* This is for the new dynamic CPU boot code */
214
215 /* The per processor IRQ masks (these are usually kept in sync) */
216 static __u16 vic_irq_mask[NR_CPUS] __cacheline_aligned;
217
218 /* the list of IRQs to be enabled by the VIC_ENABLE_IRQ_CPI */
219 static __u16 vic_irq_enable_mask[NR_CPUS] __cacheline_aligned = { 0 };
220
221 /* Lock for enable/disable of VIC interrupts */
222 static __cacheline_aligned DEFINE_SPINLOCK(vic_irq_lock);
223
224 /* The boot processor is correctly set up in PC mode when it
225  * comes up, but the secondaries need their master/slave 8259
226  * pairs initializing correctly */
227
228 /* Interrupt counters (per cpu) and total - used to try to
229  * even up the interrupt handling routines */
230 static long vic_intr_total = 0;
231 static long vic_intr_count[NR_CPUS] __cacheline_aligned = { 0 };
232 static unsigned long vic_tick[NR_CPUS] __cacheline_aligned = { 0 };
233
234 /* Since we can only use CPI0, we fake all the other CPIs */
235 static unsigned long vic_cpi_mailbox[NR_CPUS] __cacheline_aligned;
236
237 /* debugging routine to read the isr of the cpu's pic */
238 static inline __u16 vic_read_isr(void)
239 {
240         __u16 isr;
241
242         outb(0x0b, 0xa0);
243         isr = inb(0xa0) << 8;
244         outb(0x0b, 0x20);
245         isr |= inb(0x20);
246
247         return isr;
248 }
249
250 static __init void qic_setup(void)
251 {
252         if (!is_cpu_quad()) {
253                 /* not a quad, no setup */
254                 return;
255         }
256         outb(QIC_DEFAULT_MASK0, QIC_MASK_REGISTER0);
257         outb(QIC_CPI_ENABLE, QIC_MASK_REGISTER1);
258
259         if (is_cpu_extended()) {
260                 /* the QIC duplicate of the VIC base register */
261                 outb(VIC_DEFAULT_CPI_BASE, QIC_VIC_CPI_BASE_REGISTER);
262                 outb(QIC_DEFAULT_CPI_BASE, QIC_CPI_BASE_REGISTER);
263
264                 /* FIXME: should set up the QIC timer and memory parity
265                  * error vectors here */
266         }
267 }
268
269 static __init void vic_setup_pic(void)
270 {
271         outb(1, VIC_REDIRECT_REGISTER_1);
272         /* clear the claim registers for dynamic routing */
273         outb(0, VIC_CLAIM_REGISTER_0);
274         outb(0, VIC_CLAIM_REGISTER_1);
275
276         outb(0, VIC_PRIORITY_REGISTER);
277         /* Set the Primary and Secondary Microchannel vector
278          * bases to be the same as the ordinary interrupts
279          *
280          * FIXME: This would be more efficient using separate
281          * vectors. */
282         outb(FIRST_EXTERNAL_VECTOR, VIC_PRIMARY_MC_BASE);
283         outb(FIRST_EXTERNAL_VECTOR, VIC_SECONDARY_MC_BASE);
284         /* Now initiallise the master PIC belonging to this CPU by
285          * sending the four ICWs */
286
287         /* ICW1: level triggered, ICW4 needed */
288         outb(0x19, 0x20);
289
290         /* ICW2: vector base */
291         outb(FIRST_EXTERNAL_VECTOR, 0x21);
292
293         /* ICW3: slave at line 2 */
294         outb(0x04, 0x21);
295
296         /* ICW4: 8086 mode */
297         outb(0x01, 0x21);
298
299         /* now the same for the slave PIC */
300
301         /* ICW1: level trigger, ICW4 needed */
302         outb(0x19, 0xA0);
303
304         /* ICW2: slave vector base */
305         outb(FIRST_EXTERNAL_VECTOR + 8, 0xA1);
306
307         /* ICW3: slave ID */
308         outb(0x02, 0xA1);
309
310         /* ICW4: 8086 mode */
311         outb(0x01, 0xA1);
312 }
313
314 static void do_quad_bootstrap(void)
315 {
316         if (is_cpu_quad() && is_cpu_vic_boot()) {
317                 int i;
318                 unsigned long flags;
319                 __u8 cpuid = hard_smp_processor_id();
320
321                 local_irq_save(flags);
322
323                 for (i = 0; i < 4; i++) {
324                         /* FIXME: this would be >>3 &0x7 on the 32 way */
325                         if (((cpuid >> 2) & 0x03) == i)
326                                 /* don't lower our own mask! */
327                                 continue;
328
329                         /* masquerade as local Quad CPU */
330                         outb(QIC_CPUID_ENABLE | i, QIC_PROCESSOR_ID);
331                         /* enable the startup CPI */
332                         outb(QIC_BOOT_CPI_MASK, QIC_MASK_REGISTER1);
333                         /* restore cpu id */
334                         outb(0, QIC_PROCESSOR_ID);
335                 }
336                 local_irq_restore(flags);
337         }
338 }
339
340 void prefill_possible_map(void)
341 {
342         /* This is empty on voyager because we need a much
343          * earlier detection which is done in find_smp_config */
344 }
345
346 /* Set up all the basic stuff: read the SMP config and make all the
347  * SMP information reflect only the boot cpu.  All others will be
348  * brought on-line later. */
349 void __init find_smp_config(void)
350 {
351         int i;
352
353         boot_cpu_id = hard_smp_processor_id();
354
355         printk("VOYAGER SMP: Boot cpu is %d\n", boot_cpu_id);
356
357         /* initialize the CPU structures (moved from smp_boot_cpus) */
358         for (i = 0; i < nr_cpu_ids; i++)
359                 cpu_irq_affinity[i] = ~0;
360         cpu_online_map = cpumask_of_cpu(boot_cpu_id);
361
362         /* The boot CPU must be extended */
363         voyager_extended_vic_processors = 1 << boot_cpu_id;
364         /* initially, all of the first 8 CPUs can boot */
365         voyager_allowed_boot_processors = 0xff;
366         /* set up everything for just this CPU, we can alter
367          * this as we start the other CPUs later */
368         /* now get the CPU disposition from the extended CMOS */
369         cpus_addr(voyager_phys_cpu_present_map)[0] =
370             voyager_extended_cmos_read(VOYAGER_PROCESSOR_PRESENT_MASK);
371         cpus_addr(voyager_phys_cpu_present_map)[0] |=
372             voyager_extended_cmos_read(VOYAGER_PROCESSOR_PRESENT_MASK + 1) << 8;
373         cpus_addr(voyager_phys_cpu_present_map)[0] |=
374             voyager_extended_cmos_read(VOYAGER_PROCESSOR_PRESENT_MASK +
375                                        2) << 16;
376         cpus_addr(voyager_phys_cpu_present_map)[0] |=
377             voyager_extended_cmos_read(VOYAGER_PROCESSOR_PRESENT_MASK +
378                                        3) << 24;
379         init_cpu_possible(&voyager_phys_cpu_present_map);
380         printk("VOYAGER SMP: voyager_phys_cpu_present_map = 0x%lx\n",
381                cpus_addr(voyager_phys_cpu_present_map)[0]);
382         /* Here we set up the VIC to enable SMP */
383         /* enable the CPIs by writing the base vector to their register */
384         outb(VIC_DEFAULT_CPI_BASE, VIC_CPI_BASE_REGISTER);
385         outb(1, VIC_REDIRECT_REGISTER_1);
386         /* set the claim registers for static routing --- Boot CPU gets
387          * all interrupts untill all other CPUs started */
388         outb(0xff, VIC_CLAIM_REGISTER_0);
389         outb(0xff, VIC_CLAIM_REGISTER_1);
390         /* Set the Primary and Secondary Microchannel vector
391          * bases to be the same as the ordinary interrupts
392          *
393          * FIXME: This would be more efficient using separate
394          * vectors. */
395         outb(FIRST_EXTERNAL_VECTOR, VIC_PRIMARY_MC_BASE);
396         outb(FIRST_EXTERNAL_VECTOR, VIC_SECONDARY_MC_BASE);
397
398         /* Finally tell the firmware that we're driving */
399         outb(inb(VOYAGER_SUS_IN_CONTROL_PORT) | VOYAGER_IN_CONTROL_FLAG,
400              VOYAGER_SUS_IN_CONTROL_PORT);
401
402         current_thread_info()->cpu = boot_cpu_id;
403         x86_write_percpu(cpu_number, boot_cpu_id);
404 }
405
406 /*
407  *      The bootstrap kernel entry code has set these up. Save them
408  *      for a given CPU, id is physical */
409 void __init smp_store_cpu_info(int id)
410 {
411         struct cpuinfo_x86 *c = &cpu_data(id);
412
413         *c = boot_cpu_data;
414         c->cpu_index = id;
415
416         identify_secondary_cpu(c);
417 }
418
419 /* Routine initially called when a non-boot CPU is brought online */
420 static void __init start_secondary(void *unused)
421 {
422         __u8 cpuid = hard_smp_processor_id();
423
424         cpu_init();
425
426         /* OK, we're in the routine */
427         ack_CPI(VIC_CPU_BOOT_CPI);
428
429         /* setup the 8259 master slave pair belonging to this CPU ---
430          * we won't actually receive any until the boot CPU
431          * relinquishes it's static routing mask */
432         vic_setup_pic();
433
434         qic_setup();
435
436         if (is_cpu_quad() && !is_cpu_vic_boot()) {
437                 /* clear the boot CPI */
438                 __u8 dummy;
439
440                 dummy =
441                     voyager_quad_cpi_addr[cpuid]->qic_cpi[VIC_CPU_BOOT_CPI].cpi;
442                 printk("read dummy %d\n", dummy);
443         }
444
445         /* lower the mask to receive CPIs */
446         vic_enable_cpi();
447
448         VDEBUG(("VOYAGER SMP: CPU%d, stack at about %p\n", cpuid, &cpuid));
449
450         notify_cpu_starting(cpuid);
451
452         /* enable interrupts */
453         local_irq_enable();
454
455         /* get our bogomips */
456         calibrate_delay();
457
458         /* save our processor parameters */
459         smp_store_cpu_info(cpuid);
460
461         /* if we're a quad, we may need to bootstrap other CPUs */
462         do_quad_bootstrap();
463
464         /* FIXME: this is rather a poor hack to prevent the CPU
465          * activating softirqs while it's supposed to be waiting for
466          * permission to proceed.  Without this, the new per CPU stuff
467          * in the softirqs will fail */
468         local_irq_disable();
469         cpu_set(cpuid, cpu_callin_map);
470
471         /* signal that we're done */
472         cpu_booted_map = 1;
473
474         while (!cpu_isset(cpuid, smp_commenced_mask))
475                 rep_nop();
476         local_irq_enable();
477
478         local_flush_tlb();
479
480         cpu_set(cpuid, cpu_online_map);
481         wmb();
482         cpu_idle();
483 }
484
485 /* Routine to kick start the given CPU and wait for it to report ready
486  * (or timeout in startup).  When this routine returns, the requested
487  * CPU is either fully running and configured or known to be dead.
488  *
489  * We call this routine sequentially 1 CPU at a time, so no need for
490  * locking */
491
492 static void __init do_boot_cpu(__u8 cpu)
493 {
494         struct task_struct *idle;
495         int timeout;
496         unsigned long flags;
497         int quad_boot = (1 << cpu) & voyager_quad_processors
498             & ~(voyager_extended_vic_processors
499                 & voyager_allowed_boot_processors);
500
501         /* This is the format of the CPI IDT gate (in real mode) which
502          * we're hijacking to boot the CPU */
503         union IDTFormat {
504                 struct seg {
505                         __u16 Offset;
506                         __u16 Segment;
507                 } idt;
508                 __u32 val;
509         } hijack_source;
510
511         __u32 *hijack_vector;
512         __u32 start_phys_address = setup_trampoline();
513
514         /* There's a clever trick to this: The linux trampoline is
515          * compiled to begin at absolute location zero, so make the
516          * address zero but have the data segment selector compensate
517          * for the actual address */
518         hijack_source.idt.Offset = start_phys_address & 0x000F;
519         hijack_source.idt.Segment = (start_phys_address >> 4) & 0xFFFF;
520
521         cpucount++;
522         alternatives_smp_switch(1);
523
524         idle = fork_idle(cpu);
525         if (IS_ERR(idle))
526                 panic("failed fork for CPU%d", cpu);
527         idle->thread.ip = (unsigned long)start_secondary;
528         /* init_tasks (in sched.c) is indexed logically */
529         stack_start.sp = (void *)idle->thread.sp;
530
531         init_gdt(cpu);
532         per_cpu(current_task, cpu) = idle;
533         early_gdt_descr.address = (unsigned long)get_cpu_gdt_table(cpu);
534         irq_ctx_init(cpu);
535
536         /* Note: Don't modify initial ss override */
537         VDEBUG(("VOYAGER SMP: Booting CPU%d at 0x%lx[%x:%x], stack %p\n", cpu,
538                 (unsigned long)hijack_source.val, hijack_source.idt.Segment,
539                 hijack_source.idt.Offset, stack_start.sp));
540
541         /* init lowmem identity mapping */
542         clone_pgd_range(swapper_pg_dir, swapper_pg_dir + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
543                         min_t(unsigned long, KERNEL_PGD_PTRS, KERNEL_PGD_BOUNDARY));
544         flush_tlb_all();
545
546         if (quad_boot) {
547                 printk("CPU %d: non extended Quad boot\n", cpu);
548                 hijack_vector =
549                     (__u32 *)
550                     phys_to_virt((VIC_CPU_BOOT_CPI + QIC_DEFAULT_CPI_BASE) * 4);
551                 *hijack_vector = hijack_source.val;
552         } else {
553                 printk("CPU%d: extended VIC boot\n", cpu);
554                 hijack_vector =
555                     (__u32 *)
556                     phys_to_virt((VIC_CPU_BOOT_CPI + VIC_DEFAULT_CPI_BASE) * 4);
557                 *hijack_vector = hijack_source.val;
558                 /* VIC errata, may also receive interrupt at this address */
559                 hijack_vector =
560                     (__u32 *)
561                     phys_to_virt((VIC_CPU_BOOT_ERRATA_CPI +
562                                   VIC_DEFAULT_CPI_BASE) * 4);
563                 *hijack_vector = hijack_source.val;
564         }
565         /* All non-boot CPUs start with interrupts fully masked.  Need
566          * to lower the mask of the CPI we're about to send.  We do
567          * this in the VIC by masquerading as the processor we're
568          * about to boot and lowering its interrupt mask */
569         local_irq_save(flags);
570         if (quad_boot) {
571                 send_one_QIC_CPI(cpu, VIC_CPU_BOOT_CPI);
572         } else {
573                 outb(VIC_CPU_MASQUERADE_ENABLE | cpu, VIC_PROCESSOR_ID);
574                 /* here we're altering registers belonging to `cpu' */
575
576                 outb(VIC_BOOT_INTERRUPT_MASK, 0x21);
577                 /* now go back to our original identity */
578                 outb(boot_cpu_id, VIC_PROCESSOR_ID);
579
580                 /* and boot the CPU */
581
582                 send_CPI((1 << cpu), VIC_CPU_BOOT_CPI);
583         }
584         cpu_booted_map = 0;
585         local_irq_restore(flags);
586
587         /* now wait for it to become ready (or timeout) */
588         for (timeout = 0; timeout < 50000; timeout++) {
589                 if (cpu_booted_map)
590                         break;
591                 udelay(100);
592         }
593         /* reset the page table */
594         zap_low_mappings();
595
596         if (cpu_booted_map) {
597                 VDEBUG(("CPU%d: Booted successfully, back in CPU %d\n",
598                         cpu, smp_processor_id()));
599
600                 printk("CPU%d: ", cpu);
601                 print_cpu_info(&cpu_data(cpu));
602                 wmb();
603                 cpu_set(cpu, cpu_callout_map);
604                 cpu_set(cpu, cpu_present_map);
605         } else {
606                 printk("CPU%d FAILED TO BOOT: ", cpu);
607                 if (*
608                     ((volatile unsigned char *)phys_to_virt(start_phys_address))
609                     == 0xA5)
610                         printk("Stuck.\n");
611                 else
612                         printk("Not responding.\n");
613
614                 cpucount--;
615         }
616 }
617
618 void __init smp_boot_cpus(void)
619 {
620         int i;
621
622         /* CAT BUS initialisation must be done after the memory */
623         /* FIXME: The L4 has a catbus too, it just needs to be
624          * accessed in a totally different way */
625         if (voyager_level == 5) {
626                 voyager_cat_init();
627
628                 /* now that the cat has probed the Voyager System Bus, sanity
629                  * check the cpu map */
630                 if (((voyager_quad_processors | voyager_extended_vic_processors)
631                      & cpus_addr(voyager_phys_cpu_present_map)[0]) !=
632                     cpus_addr(voyager_phys_cpu_present_map)[0]) {
633                         /* should panic */
634                         printk("\n\n***WARNING*** "
635                                "Sanity check of CPU present map FAILED\n");
636                 }
637         } else if (voyager_level == 4)
638                 voyager_extended_vic_processors =
639                     cpus_addr(voyager_phys_cpu_present_map)[0];
640
641         /* this sets up the idle task to run on the current cpu */
642         voyager_extended_cpus = 1;
643         /* Remove the global_irq_holder setting, it triggers a BUG() on
644          * schedule at the moment */
645         //global_irq_holder = boot_cpu_id;
646
647         /* FIXME: Need to do something about this but currently only works
648          * on CPUs with a tsc which none of mine have.
649          smp_tune_scheduling();
650          */
651         smp_store_cpu_info(boot_cpu_id);
652         /* setup the jump vector */
653         initial_code = (unsigned long)initialize_secondary;
654         printk("CPU%d: ", boot_cpu_id);
655         print_cpu_info(&cpu_data(boot_cpu_id));
656
657         if (is_cpu_quad()) {
658                 /* booting on a Quad CPU */
659                 printk("VOYAGER SMP: Boot CPU is Quad\n");
660                 qic_setup();
661                 do_quad_bootstrap();
662         }
663
664         /* enable our own CPIs */
665         vic_enable_cpi();
666
667         cpu_set(boot_cpu_id, cpu_online_map);
668         cpu_set(boot_cpu_id, cpu_callout_map);
669
670         /* loop over all the extended VIC CPUs and boot them.  The
671          * Quad CPUs must be bootstrapped by their extended VIC cpu */
672         for (i = 0; i < nr_cpu_ids; i++) {
673                 if (i == boot_cpu_id || !cpu_isset(i, voyager_phys_cpu_present_map))
674                         continue;
675                 do_boot_cpu(i);
676                 /* This udelay seems to be needed for the Quad boots
677                  * don't remove unless you know what you're doing */
678                 udelay(1000);
679         }
680         /* we could compute the total bogomips here, but why bother?,
681          * Code added from smpboot.c */
682         {
683                 unsigned long bogosum = 0;
684
685                 for_each_online_cpu(i)
686                         bogosum += cpu_data(i).loops_per_jiffy;
687                 printk(KERN_INFO "Total of %d processors activated "
688                        "(%lu.%02lu BogoMIPS).\n",
689                        cpucount + 1, bogosum / (500000 / HZ),
690                        (bogosum / (5000 / HZ)) % 100);
691         }
692         voyager_extended_cpus = hweight32(voyager_extended_vic_processors);
693         printk("VOYAGER: Extended (interrupt handling CPUs): "
694                "%d, non-extended: %d\n", voyager_extended_cpus,
695                num_booting_cpus() - voyager_extended_cpus);
696         /* that's it, switch to symmetric mode */
697         outb(0, VIC_PRIORITY_REGISTER);
698         outb(0, VIC_CLAIM_REGISTER_0);
699         outb(0, VIC_CLAIM_REGISTER_1);
700
701         VDEBUG(("VOYAGER SMP: Booted with %d CPUs\n", num_booting_cpus()));
702 }
703
704 /* Reload the secondary CPUs task structure (this function does not
705  * return ) */
706 static void __init initialize_secondary(void)
707 {
708 #if 0
709         // AC kernels only
710         set_current(hard_get_current());
711 #endif
712
713         /*
714          * We don't actually need to load the full TSS,
715          * basically just the stack pointer and the eip.
716          */
717
718         asm volatile ("movl %0,%%esp\n\t"
719                       "jmp *%1"::"r" (current->thread.sp),
720                       "r"(current->thread.ip));
721 }
722
723 /* handle a Voyager SYS_INT -- If we don't, the base board will
724  * panic the system.
725  *
726  * System interrupts occur because some problem was detected on the
727  * various busses.  To find out what you have to probe all the
728  * hardware via the CAT bus.  FIXME: At the moment we do nothing. */
729 void smp_vic_sys_interrupt(struct pt_regs *regs)
730 {
731         ack_CPI(VIC_SYS_INT);
732         printk("Voyager SYSTEM INTERRUPT\n");
733 }
734
735 /* Handle a voyager CMN_INT; These interrupts occur either because of
736  * a system status change or because a single bit memory error
737  * occurred.  FIXME: At the moment, ignore all this. */
738 void smp_vic_cmn_interrupt(struct pt_regs *regs)
739 {
740         static __u8 in_cmn_int = 0;
741         static DEFINE_SPINLOCK(cmn_int_lock);
742
743         /* common ints are broadcast, so make sure we only do this once */
744         _raw_spin_lock(&cmn_int_lock);
745         if (in_cmn_int)
746                 goto unlock_end;
747
748         in_cmn_int++;
749         _raw_spin_unlock(&cmn_int_lock);
750
751         VDEBUG(("Voyager COMMON INTERRUPT\n"));
752
753         if (voyager_level == 5)
754                 voyager_cat_do_common_interrupt();
755
756         _raw_spin_lock(&cmn_int_lock);
757         in_cmn_int = 0;
758       unlock_end:
759         _raw_spin_unlock(&cmn_int_lock);
760         ack_CPI(VIC_CMN_INT);
761 }
762
763 /*
764  * Reschedule call back. Nothing to do, all the work is done
765  * automatically when we return from the interrupt.  */
766 static void smp_reschedule_interrupt(void)
767 {
768         /* do nothing */
769 }
770
771 static struct mm_struct *flush_mm;
772 static unsigned long flush_va;
773 static DEFINE_SPINLOCK(tlbstate_lock);
774
775 /*
776  * We cannot call mmdrop() because we are in interrupt context,
777  * instead update mm->cpu_vm_mask.
778  *
779  * We need to reload %cr3 since the page tables may be going
780  * away from under us..
781  */
782 static inline void voyager_leave_mm(unsigned long cpu)
783 {
784         if (per_cpu(cpu_tlbstate, cpu).state == TLBSTATE_OK)
785                 BUG();
786         cpu_clear(cpu, per_cpu(cpu_tlbstate, cpu).active_mm->cpu_vm_mask);
787         load_cr3(swapper_pg_dir);
788 }
789
790 /*
791  * Invalidate call-back
792  */
793 static void smp_invalidate_interrupt(void)
794 {
795         __u8 cpu = smp_processor_id();
796
797         if (!test_bit(cpu, &smp_invalidate_needed))
798                 return;
799         /* This will flood messages.  Don't uncomment unless you see
800          * Problems with cross cpu invalidation
801          VDEBUG(("VOYAGER SMP: CPU%d received INVALIDATE_CPI\n",
802          smp_processor_id()));
803          */
804
805         if (flush_mm == per_cpu(cpu_tlbstate, cpu).active_mm) {
806                 if (per_cpu(cpu_tlbstate, cpu).state == TLBSTATE_OK) {
807                         if (flush_va == TLB_FLUSH_ALL)
808                                 local_flush_tlb();
809                         else
810                                 __flush_tlb_one(flush_va);
811                 } else
812                         voyager_leave_mm(cpu);
813         }
814         smp_mb__before_clear_bit();
815         clear_bit(cpu, &smp_invalidate_needed);
816         smp_mb__after_clear_bit();
817 }
818
819 /* All the new flush operations for 2.4 */
820
821 /* This routine is called with a physical cpu mask */
822 static void
823 voyager_flush_tlb_others(unsigned long cpumask, struct mm_struct *mm,
824                          unsigned long va)
825 {
826         int stuck = 50000;
827
828         if (!cpumask)
829                 BUG();
830         if ((cpumask & cpus_addr(cpu_online_map)[0]) != cpumask)
831                 BUG();
832         if (cpumask & (1 << smp_processor_id()))
833                 BUG();
834         if (!mm)
835                 BUG();
836
837         spin_lock(&tlbstate_lock);
838
839         flush_mm = mm;
840         flush_va = va;
841         atomic_set_mask(cpumask, &smp_invalidate_needed);
842         /*
843          * We have to send the CPI only to
844          * CPUs affected.
845          */
846         send_CPI(cpumask, VIC_INVALIDATE_CPI);
847
848         while (smp_invalidate_needed) {
849                 mb();
850                 if (--stuck == 0) {
851                         printk("***WARNING*** Stuck doing invalidate CPI "
852                                "(CPU%d)\n", smp_processor_id());
853                         break;
854                 }
855         }
856
857         /* Uncomment only to debug invalidation problems
858            VDEBUG(("VOYAGER SMP: Completed invalidate CPI (CPU%d)\n", cpu));
859          */
860
861         flush_mm = NULL;
862         flush_va = 0;
863         spin_unlock(&tlbstate_lock);
864 }
865
866 void flush_tlb_current_task(void)
867 {
868         struct mm_struct *mm = current->mm;
869         unsigned long cpu_mask;
870
871         preempt_disable();
872
873         cpu_mask = cpus_addr(mm->cpu_vm_mask)[0] & ~(1 << smp_processor_id());
874         local_flush_tlb();
875         if (cpu_mask)
876                 voyager_flush_tlb_others(cpu_mask, mm, TLB_FLUSH_ALL);
877
878         preempt_enable();
879 }
880
881 void flush_tlb_mm(struct mm_struct *mm)
882 {
883         unsigned long cpu_mask;
884
885         preempt_disable();
886
887         cpu_mask = cpus_addr(mm->cpu_vm_mask)[0] & ~(1 << smp_processor_id());
888
889         if (current->active_mm == mm) {
890                 if (current->mm)
891                         local_flush_tlb();
892                 else
893                         voyager_leave_mm(smp_processor_id());
894         }
895         if (cpu_mask)
896                 voyager_flush_tlb_others(cpu_mask, mm, TLB_FLUSH_ALL);
897
898         preempt_enable();
899 }
900
901 void flush_tlb_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long va)
902 {
903         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
904         unsigned long cpu_mask;
905
906         preempt_disable();
907
908         cpu_mask = cpus_addr(mm->cpu_vm_mask)[0] & ~(1 << smp_processor_id());
909         if (current->active_mm == mm) {
910                 if (current->mm)
911                         __flush_tlb_one(va);
912                 else
913                         voyager_leave_mm(smp_processor_id());
914         }
915
916         if (cpu_mask)
917                 voyager_flush_tlb_others(cpu_mask, mm, va);
918
919         preempt_enable();
920 }
921
922 EXPORT_SYMBOL(flush_tlb_page);
923
924 /* enable the requested IRQs */
925 static void smp_enable_irq_interrupt(void)
926 {
927         __u8 irq;
928         __u8 cpu = get_cpu();
929
930         VDEBUG(("VOYAGER SMP: CPU%d enabling irq mask 0x%x\n", cpu,
931                 vic_irq_enable_mask[cpu]));
932
933         spin_lock(&vic_irq_lock);
934         for (irq = 0; irq < 16; irq++) {
935                 if (vic_irq_enable_mask[cpu] & (1 << irq))
936                         enable_local_vic_irq(irq);
937         }
938         vic_irq_enable_mask[cpu] = 0;
939         spin_unlock(&vic_irq_lock);
940
941         put_cpu_no_resched();
942 }
943
944 /*
945  *      CPU halt call-back
946  */
947 static void smp_stop_cpu_function(void *dummy)
948 {
949         VDEBUG(("VOYAGER SMP: CPU%d is STOPPING\n", smp_processor_id()));
950         cpu_clear(smp_processor_id(), cpu_online_map);
951         local_irq_disable();
952         for (;;)
953                 halt();
954 }
955
956 /* execute a thread on a new CPU.  The function to be called must be
957  * previously set up.  This is used to schedule a function for
958  * execution on all CPUs - set up the function then broadcast a
959  * function_interrupt CPI to come here on each CPU */
960 static void smp_call_function_interrupt(void)
961 {
962         irq_enter();
963         generic_smp_call_function_interrupt();
964         __get_cpu_var(irq_stat).irq_call_count++;
965         irq_exit();
966 }
967
968 static void smp_call_function_single_interrupt(void)
969 {
970         irq_enter();
971         generic_smp_call_function_single_interrupt();
972         __get_cpu_var(irq_stat).irq_call_count++;
973         irq_exit();
974 }
975
976 /* Sorry about the name.  In an APIC based system, the APICs
977  * themselves are programmed to send a timer interrupt.  This is used
978  * by linux to reschedule the processor.  Voyager doesn't have this,
979  * so we use the system clock to interrupt one processor, which in
980  * turn, broadcasts a timer CPI to all the others --- we receive that
981  * CPI here.  We don't use this actually for counting so losing
982  * ticks doesn't matter
983  *
984  * FIXME: For those CPUs which actually have a local APIC, we could
985  * try to use it to trigger this interrupt instead of having to
986  * broadcast the timer tick.  Unfortunately, all my pentium DYADs have
987  * no local APIC, so I can't do this
988  *
989  * This function is currently a placeholder and is unused in the code */
990 void smp_apic_timer_interrupt(struct pt_regs *regs)
991 {
992         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
993         wrapper_smp_local_timer_interrupt();
994         set_irq_regs(old_regs);
995 }
996
997 /* All of the QUAD interrupt GATES */
998 void smp_qic_timer_interrupt(struct pt_regs *regs)
999 {
1000         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
1001         ack_QIC_CPI(QIC_TIMER_CPI);
1002         wrapper_smp_local_timer_interrupt();
1003         set_irq_regs(old_regs);
1004 }
1005
1006 void smp_qic_invalidate_interrupt(struct pt_regs *regs)
1007 {
1008         ack_QIC_CPI(QIC_INVALIDATE_CPI);
1009         smp_invalidate_interrupt();
1010 }
1011
1012 void smp_qic_reschedule_interrupt(struct pt_regs *regs)
1013 {
1014         ack_QIC_CPI(QIC_RESCHEDULE_CPI);
1015         smp_reschedule_interrupt();
1016 }
1017
1018 void smp_qic_enable_irq_interrupt(struct pt_regs *regs)
1019 {
1020         ack_QIC_CPI(QIC_ENABLE_IRQ_CPI);
1021         smp_enable_irq_interrupt();
1022 }
1023
1024 void smp_qic_call_function_interrupt(struct pt_regs *regs)
1025 {
1026         ack_QIC_CPI(QIC_CALL_FUNCTION_CPI);
1027         smp_call_function_interrupt();
1028 }
1029
1030 void smp_qic_call_function_single_interrupt(struct pt_regs *regs)
1031 {
1032         ack_QIC_CPI(QIC_CALL_FUNCTION_SINGLE_CPI);
1033         smp_call_function_single_interrupt();
1034 }
1035
1036 void smp_vic_cpi_interrupt(struct pt_regs *regs)
1037 {
1038         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
1039         __u8 cpu = smp_processor_id();
1040
1041         if (is_cpu_quad())
1042                 ack_QIC_CPI(VIC_CPI_LEVEL0);
1043         else
1044                 ack_VIC_CPI(VIC_CPI_LEVEL0);
1045
1046         if (test_and_clear_bit(VIC_TIMER_CPI, &vic_cpi_mailbox[cpu]))
1047                 wrapper_smp_local_timer_interrupt();
1048         if (test_and_clear_bit(VIC_INVALIDATE_CPI, &vic_cpi_mailbox[cpu]))
1049                 smp_invalidate_interrupt();
1050         if (test_and_clear_bit(VIC_RESCHEDULE_CPI, &vic_cpi_mailbox[cpu]))
1051                 smp_reschedule_interrupt();
1052         if (test_and_clear_bit(VIC_ENABLE_IRQ_CPI, &vic_cpi_mailbox[cpu]))
1053                 smp_enable_irq_interrupt();
1054         if (test_and_clear_bit(VIC_CALL_FUNCTION_CPI, &vic_cpi_mailbox[cpu]))
1055                 smp_call_function_interrupt();
1056         if (test_and_clear_bit(VIC_CALL_FUNCTION_SINGLE_CPI, &vic_cpi_mailbox[cpu]))
1057                 smp_call_function_single_interrupt();
1058         set_irq_regs(old_regs);
1059 }
1060
1061 static void do_flush_tlb_all(void *info)
1062 {
1063         unsigned long cpu = smp_processor_id();
1064
1065         __flush_tlb_all();
1066         if (per_cpu(cpu_tlbstate, cpu).state == TLBSTATE_LAZY)
1067                 voyager_leave_mm(cpu);
1068 }
1069
1070 /* flush the TLB of every active CPU in the system */
1071 void flush_tlb_all(void)
1072 {
1073         on_each_cpu(do_flush_tlb_all, 0, 1);
1074 }
1075
1076 /* send a reschedule CPI to one CPU by physical CPU number*/
1077 static void voyager_smp_send_reschedule(int cpu)
1078 {
1079         send_one_CPI(cpu, VIC_RESCHEDULE_CPI);
1080 }
1081
1082 int hard_smp_processor_id(void)
1083 {
1084         __u8 i;
1085         __u8 cpumask = inb(VIC_PROC_WHO_AM_I);
1086         if ((cpumask & QUAD_IDENTIFIER) == QUAD_IDENTIFIER)
1087                 return cpumask & 0x1F;
1088
1089         for (i = 0; i < 8; i++) {
1090                 if (cpumask & (1 << i))
1091                         return i;
1092         }
1093         printk("** WARNING ** Illegal cpuid returned by VIC: %d", cpumask);
1094         return 0;
1095 }
1096
1097 int safe_smp_processor_id(void)
1098 {
1099         return hard_smp_processor_id();
1100 }
1101
1102 /* broadcast a halt to all other CPUs */
1103 static void voyager_smp_send_stop(void)
1104 {
1105         smp_call_function(smp_stop_cpu_function, NULL, 1);
1106 }
1107
1108 /* this function is triggered in time.c when a clock tick fires
1109  * we need to re-broadcast the tick to all CPUs */
1110 void smp_vic_timer_interrupt(void)
1111 {
1112         send_CPI_allbutself(VIC_TIMER_CPI);
1113         smp_local_timer_interrupt();
1114 }
1115
1116 /* local (per CPU) timer interrupt.  It does both profiling and
1117  * process statistics/rescheduling.
1118  *
1119  * We do profiling in every local tick, statistics/rescheduling
1120  * happen only every 'profiling multiplier' ticks. The default
1121  * multiplier is 1 and it can be changed by writing the new multiplier
1122  * value into /proc/profile.
1123  */
1124 void smp_local_timer_interrupt(void)
1125 {
1126         int cpu = smp_processor_id();
1127         long weight;
1128
1129         profile_tick(CPU_PROFILING);
1130         if (--per_cpu(prof_counter, cpu) <= 0) {
1131                 /*
1132                  * The multiplier may have changed since the last time we got
1133                  * to this point as a result of the user writing to
1134                  * /proc/profile. In this case we need to adjust the APIC
1135                  * timer accordingly.
1136                  *
1137                  * Interrupts are already masked off at this point.
1138                  */
1139                 per_cpu(prof_counter, cpu) = per_cpu(prof_multiplier, cpu);
1140                 if (per_cpu(prof_counter, cpu) !=
1141                     per_cpu(prof_old_multiplier, cpu)) {
1142                         /* FIXME: need to update the vic timer tick here */
1143                         per_cpu(prof_old_multiplier, cpu) =
1144                             per_cpu(prof_counter, cpu);
1145                 }
1146
1147                 update_process_times(user_mode_vm(get_irq_regs()));
1148         }
1149
1150         if (((1 << cpu) & voyager_extended_vic_processors) == 0)
1151                 /* only extended VIC processors participate in
1152                  * interrupt distribution */
1153                 return;
1154
1155         /*
1156          * We take the 'long' return path, and there every subsystem
1157          * grabs the appropriate locks (kernel lock/ irq lock).
1158          *
1159          * we might want to decouple profiling from the 'long path',
1160          * and do the profiling totally in assembly.
1161          *
1162          * Currently this isn't too much of an issue (performance wise),
1163          * we can take more than 100K local irqs per second on a 100 MHz P5.
1164          */
1165
1166         if ((++vic_tick[cpu] & 0x7) != 0)
1167                 return;
1168         /* get here every 16 ticks (about every 1/6 of a second) */
1169
1170         /* Change our priority to give someone else a chance at getting
1171          * the IRQ. The algorithm goes like this:
1172          *
1173          * In the VIC, the dynamically routed interrupt is always
1174          * handled by the lowest priority eligible (i.e. receiving
1175          * interrupts) CPU.  If >1 eligible CPUs are equal lowest, the
1176          * lowest processor number gets it.
1177          *
1178          * The priority of a CPU is controlled by a special per-CPU
1179          * VIC priority register which is 3 bits wide 0 being lowest
1180          * and 7 highest priority..
1181          *
1182          * Therefore we subtract the average number of interrupts from
1183          * the number we've fielded.  If this number is negative, we
1184          * lower the activity count and if it is positive, we raise
1185          * it.
1186          *
1187          * I'm afraid this still leads to odd looking interrupt counts:
1188          * the totals are all roughly equal, but the individual ones
1189          * look rather skewed.
1190          *
1191          * FIXME: This algorithm is total crap when mixed with SMP
1192          * affinity code since we now try to even up the interrupt
1193          * counts when an affinity binding is keeping them on a
1194          * particular CPU*/
1195         weight = (vic_intr_count[cpu] * voyager_extended_cpus
1196                   - vic_intr_total) >> 4;
1197         weight += 4;
1198         if (weight > 7)
1199                 weight = 7;
1200         if (weight < 0)
1201                 weight = 0;
1202
1203         outb((__u8) weight, VIC_PRIORITY_REGISTER);
1204
1205 #ifdef VOYAGER_DEBUG
1206         if ((vic_tick[cpu] & 0xFFF) == 0) {
1207                 /* print this message roughly every 25 secs */
1208                 printk("VOYAGER SMP: vic_tick[%d] = %lu, weight = %ld\n",
1209                        cpu, vic_tick[cpu], weight);
1210         }
1211 #endif
1212 }
1213
1214 /* setup the profiling timer */
1215 int setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
1216 {
1217         int i;
1218
1219         if ((!multiplier))
1220                 return -EINVAL;
1221
1222         /*
1223          * Set the new multiplier for each CPU. CPUs don't start using the
1224          * new values until the next timer interrupt in which they do process
1225          * accounting.
1226          */
1227         for (i = 0; i < nr_cpu_ids; ++i)
1228                 per_cpu(prof_multiplier, i) = multiplier;
1229
1230         return 0;
1231 }
1232
1233 /* This is a bit of a mess, but forced on us by the genirq changes
1234  * there's no genirq handler that really does what voyager wants
1235  * so hack it up with the simple IRQ handler */
1236 static void handle_vic_irq(unsigned int irq, struct irq_desc *desc)
1237 {
1238         before_handle_vic_irq(irq);
1239         handle_simple_irq(irq, desc);
1240         after_handle_vic_irq(irq);
1241 }
1242
1243 /*  The CPIs are handled in the per cpu 8259s, so they must be
1244  *  enabled to be received: FIX: enabling the CPIs in the early
1245  *  boot sequence interferes with bug checking; enable them later
1246  *  on in smp_init */
1247 #define VIC_SET_GATE(cpi, vector) \
1248         set_intr_gate((cpi) + VIC_DEFAULT_CPI_BASE, (vector))
1249 #define QIC_SET_GATE(cpi, vector) \
1250         set_intr_gate((cpi) + QIC_DEFAULT_CPI_BASE, (vector))
1251
1252 void __init voyager_smp_intr_init(void)
1253 {
1254         int i;
1255
1256         /* initialize the per cpu irq mask to all disabled */
1257         for (i = 0; i < nr_cpu_ids; i++)
1258                 vic_irq_mask[i] = 0xFFFF;
1259
1260         VIC_SET_GATE(VIC_CPI_LEVEL0, vic_cpi_interrupt);
1261
1262         VIC_SET_GATE(VIC_SYS_INT, vic_sys_interrupt);
1263         VIC_SET_GATE(VIC_CMN_INT, vic_cmn_interrupt);
1264
1265         QIC_SET_GATE(QIC_TIMER_CPI, qic_timer_interrupt);
1266         QIC_SET_GATE(QIC_INVALIDATE_CPI, qic_invalidate_interrupt);
1267         QIC_SET_GATE(QIC_RESCHEDULE_CPI, qic_reschedule_interrupt);
1268         QIC_SET_GATE(QIC_ENABLE_IRQ_CPI, qic_enable_irq_interrupt);
1269         QIC_SET_GATE(QIC_CALL_FUNCTION_CPI, qic_call_function_interrupt);
1270
1271         /* now put the VIC descriptor into the first 48 IRQs
1272          *
1273          * This is for later: first 16 correspond to PC IRQs; next 16
1274          * are Primary MC IRQs and final 16 are Secondary MC IRQs */
1275         for (i = 0; i < 48; i++)
1276                 set_irq_chip_and_handler(i, &vic_chip, handle_vic_irq);
1277 }
1278
1279 /* send a CPI at level cpi to a set of cpus in cpuset (set 1 bit per
1280  * processor to receive CPI */
1281 static void send_CPI(__u32 cpuset, __u8 cpi)
1282 {
1283         int cpu;
1284         __u32 quad_cpuset = (cpuset & voyager_quad_processors);
1285
1286         if (cpi < VIC_START_FAKE_CPI) {
1287                 /* fake CPI are only used for booting, so send to the
1288                  * extended quads as well---Quads must be VIC booted */
1289                 outb((__u8) (cpuset), VIC_CPI_Registers[cpi]);
1290                 return;
1291         }
1292         if (quad_cpuset)
1293                 send_QIC_CPI(quad_cpuset, cpi);
1294         cpuset &= ~quad_cpuset;
1295         cpuset &= 0xff;         /* only first 8 CPUs vaild for VIC CPI */
1296         if (cpuset == 0)
1297                 return;
1298         for_each_online_cpu(cpu) {
1299                 if (cpuset & (1 << cpu))
1300                         set_bit(cpi, &vic_cpi_mailbox[cpu]);
1301         }
1302         if (cpuset)
1303                 outb((__u8) cpuset, VIC_CPI_Registers[VIC_CPI_LEVEL0]);
1304 }
1305
1306 /* Acknowledge receipt of CPI in the QIC, clear in QIC hardware and
1307  * set the cache line to shared by reading it.
1308  *
1309  * DON'T make this inline otherwise the cache line read will be
1310  * optimised away
1311  * */
1312 static int ack_QIC_CPI(__u8 cpi)
1313 {
1314         __u8 cpu = hard_smp_processor_id();
1315
1316         cpi &= 7;
1317
1318         outb(1 << cpi, QIC_INTERRUPT_CLEAR1);
1319         return voyager_quad_cpi_addr[cpu]->qic_cpi[cpi].cpi;
1320 }
1321
1322 static void ack_special_QIC_CPI(__u8 cpi)
1323 {
1324         switch (cpi) {
1325         case VIC_CMN_INT:
1326                 outb(QIC_CMN_INT, QIC_INTERRUPT_CLEAR0);
1327                 break;
1328         case VIC_SYS_INT:
1329                 outb(QIC_SYS_INT, QIC_INTERRUPT_CLEAR0);
1330                 break;
1331         }
1332         /* also clear at the VIC, just in case (nop for non-extended proc) */
1333         ack_VIC_CPI(cpi);
1334 }
1335
1336 /* Acknowledge receipt of CPI in the VIC (essentially an EOI) */
1337 static void ack_VIC_CPI(__u8 cpi)
1338 {
1339 #ifdef VOYAGER_DEBUG
1340         unsigned long flags;
1341         __u16 isr;
1342         __u8 cpu = smp_processor_id();
1343
1344         local_irq_save(flags);
1345         isr = vic_read_isr();
1346         if ((isr & (1 << (cpi & 7))) == 0) {
1347                 printk("VOYAGER SMP: CPU%d lost CPI%d\n", cpu, cpi);
1348         }
1349 #endif
1350         /* send specific EOI; the two system interrupts have
1351          * bit 4 set for a separate vector but behave as the
1352          * corresponding 3 bit intr */
1353         outb_p(0x60 | (cpi & 7), 0x20);
1354
1355 #ifdef VOYAGER_DEBUG
1356         if ((vic_read_isr() & (1 << (cpi & 7))) != 0) {
1357                 printk("VOYAGER SMP: CPU%d still asserting CPI%d\n", cpu, cpi);
1358         }
1359         local_irq_restore(flags);
1360 #endif
1361 }
1362
1363 /* cribbed with thanks from irq.c */
1364 #define __byte(x,y)     (((unsigned char *)&(y))[x])
1365 #define cached_21(cpu)  (__byte(0,vic_irq_mask[cpu]))
1366 #define cached_A1(cpu)  (__byte(1,vic_irq_mask[cpu]))
1367
1368 static unsigned int startup_vic_irq(unsigned int irq)
1369 {
1370         unmask_vic_irq(irq);
1371
1372         return 0;
1373 }
1374
1375 /* The enable and disable routines.  This is where we run into
1376  * conflicting architectural philosophy.  Fundamentally, the voyager
1377  * architecture does not expect to have to disable interrupts globally
1378  * (the IRQ controllers belong to each CPU).  The processor masquerade
1379  * which is used to start the system shouldn't be used in a running OS
1380  * since it will cause great confusion if two separate CPUs drive to
1381  * the same IRQ controller (I know, I've tried it).
1382  *
1383  * The solution is a variant on the NCR lazy SPL design:
1384  *
1385  * 1) To disable an interrupt, do nothing (other than set the
1386  *    IRQ_DISABLED flag).  This dares the interrupt actually to arrive.
1387  *
1388  * 2) If the interrupt dares to come in, raise the local mask against
1389  *    it (this will result in all the CPU masks being raised
1390  *    eventually).
1391  *
1392  * 3) To enable the interrupt, lower the mask on the local CPU and
1393  *    broadcast an Interrupt enable CPI which causes all other CPUs to
1394  *    adjust their masks accordingly.  */
1395
1396 static void unmask_vic_irq(unsigned int irq)
1397 {
1398         /* linux doesn't to processor-irq affinity, so enable on
1399          * all CPUs we know about */
1400         int cpu = smp_processor_id(), real_cpu;
1401         __u16 mask = (1 << irq);
1402         __u32 processorList = 0;
1403         unsigned long flags;
1404
1405         VDEBUG(("VOYAGER: unmask_vic_irq(%d) CPU%d affinity 0x%lx\n",
1406                 irq, cpu, cpu_irq_affinity[cpu]));
1407         spin_lock_irqsave(&vic_irq_lock, flags);
1408         for_each_online_cpu(real_cpu) {
1409                 if (!(voyager_extended_vic_processors & (1 << real_cpu)))
1410                         continue;
1411                 if (!(cpu_irq_affinity[real_cpu] & mask)) {
1412                         /* irq has no affinity for this CPU, ignore */
1413                         continue;
1414                 }
1415                 if (real_cpu == cpu) {
1416                         enable_local_vic_irq(irq);
1417                 } else if (vic_irq_mask[real_cpu] & mask) {
1418                         vic_irq_enable_mask[real_cpu] |= mask;
1419                         processorList |= (1 << real_cpu);
1420                 }
1421         }
1422         spin_unlock_irqrestore(&vic_irq_lock, flags);
1423         if (processorList)
1424                 send_CPI(processorList, VIC_ENABLE_IRQ_CPI);
1425 }
1426
1427 static void mask_vic_irq(unsigned int irq)
1428 {
1429         /* lazy disable, do nothing */
1430 }
1431
1432 static void enable_local_vic_irq(unsigned int irq)
1433 {
1434         __u8 cpu = smp_processor_id();
1435         __u16 mask = ~(1 << irq);
1436         __u16 old_mask = vic_irq_mask[cpu];
1437
1438         vic_irq_mask[cpu] &= mask;
1439         if (vic_irq_mask[cpu] == old_mask)
1440                 return;
1441
1442         VDEBUG(("VOYAGER DEBUG: Enabling irq %d in hardware on CPU %d\n",
1443                 irq, cpu));
1444
1445         if (irq & 8) {
1446                 outb_p(cached_A1(cpu), 0xA1);
1447                 (void)inb_p(0xA1);
1448         } else {
1449                 outb_p(cached_21(cpu), 0x21);
1450                 (void)inb_p(0x21);
1451         }
1452 }
1453
1454 static void disable_local_vic_irq(unsigned int irq)
1455 {
1456         __u8 cpu = smp_processor_id();
1457         __u16 mask = (1 << irq);
1458         __u16 old_mask = vic_irq_mask[cpu];
1459
1460         if (irq == 7)
1461                 return;
1462
1463         vic_irq_mask[cpu] |= mask;
1464         if (old_mask == vic_irq_mask[cpu])
1465                 return;
1466
1467         VDEBUG(("VOYAGER DEBUG: Disabling irq %d in hardware on CPU %d\n",
1468                 irq, cpu));
1469
1470         if (irq & 8) {
1471                 outb_p(cached_A1(cpu), 0xA1);
1472                 (void)inb_p(0xA1);
1473         } else {
1474                 outb_p(cached_21(cpu), 0x21);
1475                 (void)inb_p(0x21);
1476         }
1477 }
1478
1479 /* The VIC is level triggered, so the ack can only be issued after the
1480  * interrupt completes.  However, we do Voyager lazy interrupt
1481  * handling here: It is an extremely expensive operation to mask an
1482  * interrupt in the vic, so we merely set a flag (IRQ_DISABLED).  If
1483  * this interrupt actually comes in, then we mask and ack here to push
1484  * the interrupt off to another CPU */
1485 static void before_handle_vic_irq(unsigned int irq)
1486 {
1487         irq_desc_t *desc = irq_to_desc(irq);
1488         __u8 cpu = smp_processor_id();
1489
1490         _raw_spin_lock(&vic_irq_lock);
1491         vic_intr_total++;
1492         vic_intr_count[cpu]++;
1493
1494         if (!(cpu_irq_affinity[cpu] & (1 << irq))) {
1495                 /* The irq is not in our affinity mask, push it off
1496                  * onto another CPU */
1497                 VDEBUG(("VOYAGER DEBUG: affinity triggered disable of irq %d "
1498                         "on cpu %d\n", irq, cpu));
1499                 disable_local_vic_irq(irq);
1500                 /* set IRQ_INPROGRESS to prevent the handler in irq.c from
1501                  * actually calling the interrupt routine */
1502                 desc->status |= IRQ_REPLAY | IRQ_INPROGRESS;
1503         } else if (desc->status & IRQ_DISABLED) {
1504                 /* Damn, the interrupt actually arrived, do the lazy
1505                  * disable thing. The interrupt routine in irq.c will
1506                  * not handle a IRQ_DISABLED interrupt, so nothing more
1507                  * need be done here */
1508                 VDEBUG(("VOYAGER DEBUG: lazy disable of irq %d on CPU %d\n",
1509                         irq, cpu));
1510                 disable_local_vic_irq(irq);
1511                 desc->status |= IRQ_REPLAY;
1512         } else {
1513                 desc->status &= ~IRQ_REPLAY;
1514         }
1515
1516         _raw_spin_unlock(&vic_irq_lock);
1517 }
1518
1519 /* Finish the VIC interrupt: basically mask */
1520 static void after_handle_vic_irq(unsigned int irq)
1521 {
1522         irq_desc_t *desc = irq_to_desc(irq);
1523
1524         _raw_spin_lock(&vic_irq_lock);
1525         {
1526                 unsigned int status = desc->status & ~IRQ_INPROGRESS;
1527 #ifdef VOYAGER_DEBUG
1528                 __u16 isr;
1529 #endif
1530
1531                 desc->status = status;
1532                 if ((status & IRQ_DISABLED))
1533                         disable_local_vic_irq(irq);
1534 #ifdef VOYAGER_DEBUG
1535                 /* DEBUG: before we ack, check what's in progress */
1536                 isr = vic_read_isr();
1537                 if ((isr & (1 << irq) && !(status & IRQ_REPLAY)) == 0) {
1538                         int i;
1539                         __u8 cpu = smp_processor_id();
1540                         __u8 real_cpu;
1541                         int mask;       /* Um... initialize me??? --RR */
1542
1543                         printk("VOYAGER SMP: CPU%d lost interrupt %d\n",
1544                                cpu, irq);
1545                         for_each_possible_cpu(real_cpu, mask) {
1546
1547                                 outb(VIC_CPU_MASQUERADE_ENABLE | real_cpu,
1548                                      VIC_PROCESSOR_ID);
1549                                 isr = vic_read_isr();
1550                                 if (isr & (1 << irq)) {
1551                                         printk
1552                                             ("VOYAGER SMP: CPU%d ack irq %d\n",
1553                                              real_cpu, irq);
1554                                         ack_vic_irq(irq);
1555                                 }
1556                                 outb(cpu, VIC_PROCESSOR_ID);
1557                         }
1558                 }
1559 #endif /* VOYAGER_DEBUG */
1560                 /* as soon as we ack, the interrupt is eligible for
1561                  * receipt by another CPU so everything must be in
1562                  * order here  */
1563                 ack_vic_irq(irq);
1564                 if (status & IRQ_REPLAY) {
1565                         /* replay is set if we disable the interrupt
1566                          * in the before_handle_vic_irq() routine, so
1567                          * clear the in progress bit here to allow the
1568                          * next CPU to handle this correctly */
1569                         desc->status &= ~(IRQ_REPLAY | IRQ_INPROGRESS);
1570                 }
1571 #ifdef VOYAGER_DEBUG
1572                 isr = vic_read_isr();
1573                 if ((isr & (1 << irq)) != 0)
1574                         printk("VOYAGER SMP: after_handle_vic_irq() after "
1575                                "ack irq=%d, isr=0x%x\n", irq, isr);
1576 #endif /* VOYAGER_DEBUG */
1577         }
1578         _raw_spin_unlock(&vic_irq_lock);
1579
1580         /* All code after this point is out of the main path - the IRQ
1581          * may be intercepted by another CPU if reasserted */
1582 }
1583
1584 /* Linux processor - interrupt affinity manipulations.
1585  *
1586  * For each processor, we maintain a 32 bit irq affinity mask.
1587  * Initially it is set to all 1's so every processor accepts every
1588  * interrupt.  In this call, we change the processor's affinity mask:
1589  *
1590  * Change from enable to disable:
1591  *
1592  * If the interrupt ever comes in to the processor, we will disable it
1593  * and ack it to push it off to another CPU, so just accept the mask here.
1594  *
1595  * Change from disable to enable:
1596  *
1597  * change the mask and then do an interrupt enable CPI to re-enable on
1598  * the selected processors */
1599
1600 void set_vic_irq_affinity(unsigned int irq, const struct cpumask *mask)
1601 {
1602         /* Only extended processors handle interrupts */
1603         unsigned long real_mask;
1604         unsigned long irq_mask = 1 << irq;
1605         int cpu;
1606
1607         real_mask = cpus_addr(*mask)[0] & voyager_extended_vic_processors;
1608
1609         if (cpus_addr(*mask)[0] == 0)
1610                 /* can't have no CPUs to accept the interrupt -- extremely
1611                  * bad things will happen */
1612                 return;
1613
1614         if (irq == 0)
1615                 /* can't change the affinity of the timer IRQ.  This
1616                  * is due to the constraint in the voyager
1617                  * architecture that the CPI also comes in on and IRQ
1618                  * line and we have chosen IRQ0 for this.  If you
1619                  * raise the mask on this interrupt, the processor
1620                  * will no-longer be able to accept VIC CPIs */
1621                 return;
1622
1623         if (irq >= 32)
1624                 /* You can only have 32 interrupts in a voyager system
1625                  * (and 32 only if you have a secondary microchannel
1626                  * bus) */
1627                 return;
1628
1629         for_each_online_cpu(cpu) {
1630                 unsigned long cpu_mask = 1 << cpu;
1631
1632                 if (cpu_mask & real_mask) {
1633                         /* enable the interrupt for this cpu */
1634                         cpu_irq_affinity[cpu] |= irq_mask;
1635                 } else {
1636                         /* disable the interrupt for this cpu */
1637                         cpu_irq_affinity[cpu] &= ~irq_mask;
1638                 }
1639         }
1640         /* this is magic, we now have the correct affinity maps, so
1641          * enable the interrupt.  This will send an enable CPI to
1642          * those CPUs who need to enable it in their local masks,
1643          * causing them to correct for the new affinity . If the
1644          * interrupt is currently globally disabled, it will simply be
1645          * disabled again as it comes in (voyager lazy disable).  If
1646          * the affinity map is tightened to disable the interrupt on a
1647          * cpu, it will be pushed off when it comes in */
1648         unmask_vic_irq(irq);
1649 }
1650
1651 static void ack_vic_irq(unsigned int irq)
1652 {
1653         if (irq & 8) {
1654                 outb(0x62, 0x20);       /* Specific EOI to cascade */
1655                 outb(0x60 | (irq & 7), 0xA0);
1656         } else {
1657                 outb(0x60 | (irq & 7), 0x20);
1658         }
1659 }
1660
1661 /* enable the CPIs.  In the VIC, the CPIs are delivered by the 8259
1662  * but are not vectored by it.  This means that the 8259 mask must be
1663  * lowered to receive them */
1664 static __init void vic_enable_cpi(void)
1665 {
1666         __u8 cpu = smp_processor_id();
1667
1668         /* just take a copy of the current mask (nop for boot cpu) */
1669         vic_irq_mask[cpu] = vic_irq_mask[boot_cpu_id];
1670
1671         enable_local_vic_irq(VIC_CPI_LEVEL0);
1672         enable_local_vic_irq(VIC_CPI_LEVEL1);
1673         /* for sys int and cmn int */
1674         enable_local_vic_irq(7);
1675
1676         if (is_cpu_quad()) {
1677                 outb(QIC_DEFAULT_MASK0, QIC_MASK_REGISTER0);
1678                 outb(QIC_CPI_ENABLE, QIC_MASK_REGISTER1);
1679                 VDEBUG(("VOYAGER SMP: QIC ENABLE CPI: CPU%d: MASK 0x%x\n",
1680                         cpu, QIC_CPI_ENABLE));
1681         }
1682
1683         VDEBUG(("VOYAGER SMP: ENABLE CPI: CPU%d: MASK 0x%x\n",
1684                 cpu, vic_irq_mask[cpu]));
1685 }
1686
1687 void voyager_smp_dump()
1688 {
1689         int old_cpu = smp_processor_id(), cpu;
1690
1691         /* dump the interrupt masks of each processor */
1692         for_each_online_cpu(cpu) {
1693                 __u16 imr, isr, irr;
1694                 unsigned long flags;
1695
1696                 local_irq_save(flags);
1697                 outb(VIC_CPU_MASQUERADE_ENABLE | cpu, VIC_PROCESSOR_ID);
1698                 imr = (inb(0xa1) << 8) | inb(0x21);
1699                 outb(0x0a, 0xa0);
1700                 irr = inb(0xa0) << 8;
1701                 outb(0x0a, 0x20);
1702                 irr |= inb(0x20);
1703                 outb(0x0b, 0xa0);
1704                 isr = inb(0xa0) << 8;
1705                 outb(0x0b, 0x20);
1706                 isr |= inb(0x20);
1707                 outb(old_cpu, VIC_PROCESSOR_ID);
1708                 local_irq_restore(flags);
1709                 printk("\tCPU%d: mask=0x%x, IMR=0x%x, IRR=0x%x, ISR=0x%x\n",
1710                        cpu, vic_irq_mask[cpu], imr, irr, isr);
1711 #if 0
1712                 /* These lines are put in to try to unstick an un ack'd irq */
1713                 if (isr != 0) {
1714                         int irq;
1715                         for (irq = 0; irq < 16; irq++) {
1716                                 if (isr & (1 << irq)) {
1717                                         printk("\tCPU%d: ack irq %d\n",
1718                                                cpu, irq);
1719                                         local_irq_save(flags);
1720                                         outb(VIC_CPU_MASQUERADE_ENABLE | cpu,
1721                                              VIC_PROCESSOR_ID);
1722                                         ack_vic_irq(irq);
1723                                         outb(old_cpu, VIC_PROCESSOR_ID);
1724                                         local_irq_restore(flags);
1725                                 }
1726                         }
1727                 }
1728 #endif
1729         }
1730 }
1731
1732 void smp_voyager_power_off(void *dummy)
1733 {
1734         if (smp_processor_id() == boot_cpu_id)
1735                 voyager_power_off();
1736         else
1737                 smp_stop_cpu_function(NULL);
1738 }
1739
1740 static void __init voyager_smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
1741 {
1742         /* FIXME: ignore max_cpus for now */
1743         smp_boot_cpus();
1744 }
1745
1746 static void __cpuinit voyager_smp_prepare_boot_cpu(void)
1747 {
1748         init_gdt(smp_processor_id());
1749         switch_to_new_gdt();
1750
1751         cpu_online_map = cpumask_of_cpu(smp_processor_id());
1752         cpu_callout_map = cpumask_of_cpu(smp_processor_id());
1753         cpu_callin_map = CPU_MASK_NONE;
1754         cpu_present_map = cpumask_of_cpu(smp_processor_id());
1755
1756 }
1757
1758 static int __cpuinit voyager_cpu_up(unsigned int cpu)
1759 {
1760         /* This only works at boot for x86.  See "rewrite" above. */
1761         if (cpu_isset(cpu, smp_commenced_mask))
1762                 return -ENOSYS;
1763
1764         /* In case one didn't come up */
1765         if (!cpu_isset(cpu, cpu_callin_map))
1766                 return -EIO;
1767         /* Unleash the CPU! */
1768         cpu_set(cpu, smp_commenced_mask);
1769         while (!cpu_online(cpu))
1770                 mb();
1771         return 0;
1772 }
1773
1774 static void __init voyager_smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
1775 {
1776         zap_low_mappings();
1777 }
1778
1779 void __init smp_setup_processor_id(void)
1780 {
1781         current_thread_info()->cpu = hard_smp_processor_id();
1782         x86_write_percpu(cpu_number, hard_smp_processor_id());
1783 }
1784
1785 static void voyager_send_call_func(const struct cpumask *callmask)
1786 {
1787         __u32 mask = cpus_addr(*callmask)[0] & ~(1 << smp_processor_id());
1788         send_CPI(mask, VIC_CALL_FUNCTION_CPI);
1789 }
1790
1791 static void voyager_send_call_func_single(int cpu)
1792 {
1793         send_CPI(1 << cpu, VIC_CALL_FUNCTION_SINGLE_CPI);
1794 }
1795
1796 struct smp_ops smp_ops = {
1797         .smp_prepare_boot_cpu = voyager_smp_prepare_boot_cpu,
1798         .smp_prepare_cpus = voyager_smp_prepare_cpus,
1799         .cpu_up = voyager_cpu_up,
1800         .smp_cpus_done = voyager_smp_cpus_done,
1801
1802         .smp_send_stop = voyager_smp_send_stop,
1803         .smp_send_reschedule = voyager_smp_send_reschedule,
1804
1805         .send_call_func_ipi = voyager_send_call_func,
1806         .send_call_func_single_ipi = voyager_send_call_func_single,
1807 };