arch/arm/kernel/smp.c

   1 /*
   2  *  linux/arch/arm/kernel/smp.c
   3  *
   4  *  Copyright (C) 2002 ARM Limited, All Rights Reserved.
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   8  * published by the Free Software Foundation.
   9  */
  10 #include <linux/module.h>
  11 #include <linux/delay.h>
  12 #include <linux/init.h>
  13 #include <linux/spinlock.h>
  14 #include <linux/sched.h>
  15 #include <linux/interrupt.h>
  16 #include <linux/cache.h>
  17 #include <linux/profile.h>
  18 #include <linux/errno.h>
  19 #include <linux/mm.h>
  20 #include <linux/err.h>
  21 #include <linux/cpu.h>
  22 #include <linux/smp.h>
  23 #include <linux/seq_file.h>
  24 #include <linux/irq.h>
  25 #include <linux/percpu.h>
  26 #include <linux/clockchips.h>
  27 #include <linux/completion.h>
  28
  29 #include <linux/atomic.h>
  30 #include <asm/cacheflush.h>
  31 #include <asm/cpu.h>
  32 #include <asm/cputype.h>
  33 #include <asm/exception.h>
  34 #include <asm/idmap.h>
  35 #include <asm/topology.h>
  36 #include <asm/mmu_context.h>
  37 #include <asm/pgtable.h>
  38 #include <asm/pgalloc.h>
  39 #include <asm/processor.h>
  40 #include <asm/sections.h>
  41 #include <asm/tlbflush.h>
  42 #include <asm/ptrace.h>
  43 #include <asm/localtimer.h>
  44 #include <asm/smp_plat.h>
  45
  46 /*
  47  * as from 2.5, kernels no longer have an init_tasks structure
  48  * so we need some other way of telling a new secondary core
  49  * where to place its SVC stack
  50  */
  51 struct secondary_data secondary_data;
  52
  53 enum ipi_msg_type {
  54         IPI_TIMER = 2,
  55         IPI_RESCHEDULE,
  56         IPI_CALL_FUNC,
  57         IPI_CALL_FUNC_SINGLE,
  58         IPI_CPU_STOP,
  59 };
  60
  61 static DECLARE_COMPLETION(cpu_running);
  62
  63 int __cpuinit __cpu_up(unsigned int cpu)
  64 {
  65         struct cpuinfo_arm *ci = &per_cpu(cpu_data, cpu);
  66         struct task_struct *idle = ci->idle;
  67         int ret;
  68
  69         /*
  70          * Spawn a new process manually, if not already done.
  71          * Grab a pointer to its task struct so we can mess with it
  72          */
  73         if (!idle) {
  74                 idle = fork_idle(cpu);
  75                 if (IS_ERR(idle)) {
  76                         printk(KERN_ERR "CPU%u: fork() failed\n", cpu);
  77                         return PTR_ERR(idle);
  78                 }
  79                 ci->idle = idle;
  80         } else {
  81                 /*
  82                  * Since this idle thread is being re-used, call
  83                  * init_idle() to reinitialize the thread structure.
  84                  */
  85                 init_idle(idle, cpu);
  86         }
  87
  88         /*
  89          * We need to tell the secondary core where to find
  90          * its stack and the page tables.
  91          */
  92         secondary_data.stack = task_stack_page(idle) + THREAD_START_SP;
  93         secondary_data.pgdir = virt_to_phys(idmap_pgd);
  94         secondary_data.swapper_pg_dir = virt_to_phys(swapper_pg_dir);
  95         __cpuc_flush_dcache_area(&secondary_data, sizeof(secondary_data));
  96         outer_clean_range(__pa(&secondary_data), __pa(&secondary_data + 1));
  97
  98         /*
  99          * Now bring the CPU into our world.
 100          */
 101         ret = boot_secondary(cpu, idle);
 102         if (ret == 0) {
 103                 /*
 104                  * CPU was successfully started, wait for it
 105                  * to come online or time out.
 106                  */
 107                 wait_for_completion_timeout(&cpu_running,
 108                                                  msecs_to_jiffies(1000));
 109
 110                 if (!cpu_online(cpu)) {
 111                         pr_crit("CPU%u: failed to come online\n", cpu);
 112                         ret = -EIO;
 113                 }
 114         } else {
 115                 pr_err("CPU%u: failed to boot: %d\n", cpu, ret);
 116         }
 117
 118         secondary_data.stack = NULL;
 119         secondary_data.pgdir = 0;
 120
 121         return ret;
 122 }
 123
 124 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 125 static void percpu_timer_stop(void);
 126
 127 /*
 128  * __cpu_disable runs on the processor to be shutdown.
 129  */
 130 int __cpu_disable(void)
 131 {
 132         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 133         struct task_struct *p;
 134         int ret;
 135
 136         ret = platform_cpu_disable(cpu);
 137         if (ret)
 138                 return ret;
 139
 140         /*
 141          * Take this CPU offline.  Once we clear this, we can't return,
 142          * and we must not schedule until we're ready to give up the cpu.
 143          */
 144         set_cpu_online(cpu, false);
 145
 146         /*
 147          * OK - migrate IRQs away from this CPU
 148          */
 149         migrate_irqs();
 150
 151         /*
 152          * Stop the local timer for this CPU.
 153          */
 154         percpu_timer_stop();
 155
 156         /*
 157          * Flush user cache and TLB mappings, and then remove this CPU
 158          * from the vm mask set of all processes.
 159          */
 160         flush_cache_all();
 161         local_flush_tlb_all();
 162
 163         read_lock(&tasklist_lock);
 164         for_each_process(p) {
 165                 if (p->mm)
 166                         cpumask_clear_cpu(cpu, mm_cpumask(p->mm));
 167         }
 168         read_unlock(&tasklist_lock);
 169
 170         return 0;
 171 }
 172
 173 static DECLARE_COMPLETION(cpu_died);
 174
 175 /*
 176  * called on the thread which is asking for a CPU to be shutdown -
 177  * waits until shutdown has completed, or it is timed out.
 178  */
 179 void __cpu_die(unsigned int cpu)
 180 {
 181         if (!wait_for_completion_timeout(&cpu_died, msecs_to_jiffies(5000))) {
 182                 pr_err("CPU%u: cpu didn't die\n", cpu);
 183                 return;
 184         }
 185         printk(KERN_NOTICE "CPU%u: shutdown\n", cpu);
 186
 187         if (!platform_cpu_kill(cpu))
 188                 printk("CPU%u: unable to kill\n", cpu);
 189 }
 190
 191 /*
 192  * Called from the idle thread for the CPU which has been shutdown.
 193  *
 194  * Note that we disable IRQs here, but do not re-enable them
 195  * before returning to the caller. This is also the behaviour
 196  * of the other hotplug-cpu capable cores, so presumably coming
 197  * out of idle fixes this.
 198  */
 199 void __ref cpu_die(void)
 200 {
 201         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 202
 203         idle_task_exit();
 204
 205         local_irq_disable();
 206         mb();
 207
 208         /* Tell __cpu_die() that this CPU is now safe to dispose of */
 209         complete(&cpu_died);
 210
 211         /*
 212          * actual CPU shutdown procedure is at least platform (if not
 213          * CPU) specific.
 214          */
 215         platform_cpu_die(cpu);
 216
 217         /*
 218          * Do not return to the idle loop - jump back to the secondary
 219          * cpu initialisation.  There's some initialisation which needs
 220          * to be repeated to undo the effects of taking the CPU offline.
 221          */
 222         __asm__("mov    sp, %0\n"
 223         "       mov     fp, #0\n"
 224         "       b       secondary_start_kernel"
 225                 :
 226                 : "r" (task_stack_page(current) + THREAD_SIZE - 8));
 227 }
 228 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
 229
 230 int __cpu_logical_map[NR_CPUS];
 231
 232 void __init smp_setup_processor_id(void)
 233 {
 234         int i;
 235         u32 cpu = is_smp() ? read_cpuid_mpidr() & 0xff : 0;
 236
 237         cpu_logical_map(0) = cpu;
 238         for (i = 1; i < NR_CPUS; ++i)
 239                 cpu_logical_map(i) = i == cpu ? 0 : i;
 240
 241         printk(KERN_INFO "Booting Linux on physical CPU %d\n", cpu);
 242 }
 243
 244 /*
 245  * Called by both boot and secondaries to move global data into
 246  * per-processor storage.
 247  */
 248 static void __cpuinit smp_store_cpu_info(unsigned int cpuid)
 249 {
 250         struct cpuinfo_arm *cpu_info = &per_cpu(cpu_data, cpuid);
 251
 252         cpu_info->loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
 253
 254         store_cpu_topology(cpuid);
 255 }
 256
 257 /*
 258  * This is the secondary CPU boot entry.  We're using this CPUs
 259  * idle thread stack, but a set of temporary page tables.
 260  */
 261 asmlinkage void __cpuinit secondary_start_kernel(void)
 262 {
 263         struct mm_struct *mm = &init_mm;
 264         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 265
 266         printk("CPU%u: Booted secondary processor\n", cpu);
 267
 268         /*
 269          * All kernel threads share the same mm context; grab a
 270          * reference and switch to it.
 271          */
 272         atomic_inc(&mm->mm_count);
 273         current->active_mm = mm;
 274         cpumask_set_cpu(cpu, mm_cpumask(mm));
 275         cpu_switch_mm(mm->pgd, mm);
 276         enter_lazy_tlb(mm, current);
 277         local_flush_tlb_all();
 278
 279         cpu_init();
 280         preempt_disable();
 281         trace_hardirqs_off();
 282
 283         /*
 284          * Give the platform a chance to do its own initialisation.
 285          */
 286         platform_secondary_init(cpu);
 287
 288         notify_cpu_starting(cpu);
 289
 290         calibrate_delay();
 291
 292         smp_store_cpu_info(cpu);
 293
 294         /*
 295          * OK, now it's safe to let the boot CPU continue.  Wait for
 296          * the CPU migration code to notice that the CPU is online
 297          * before we continue - which happens after __cpu_up returns.
 298          */
 299         set_cpu_online(cpu, true);
 300         complete(&cpu_running);
 301
 302         /*
 303          * Setup the percpu timer for this CPU.
 304          */
 305         percpu_timer_setup();
 306
 307         while (!cpu_active(cpu))
 308                 cpu_relax();
 309
 310         /*
 311          * cpu_active bit is set, so it's safe to enalbe interrupts
 312          * now.
 313          */
 314         local_irq_enable();
 315         local_fiq_enable();
 316
 317         /*
 318          * OK, it's off to the idle thread for us
 319          */
 320         cpu_idle();
 321 }
 322
 323 void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
 324 {
 325         int cpu;
 326         unsigned long bogosum = 0;
 327
 328         for_each_online_cpu(cpu)
 329                 bogosum += per_cpu(cpu_data, cpu).loops_per_jiffy;
 330
 331         printk(KERN_INFO "SMP: Total of %d processors activated "
 332                "(%lu.%02lu BogoMIPS).\n",
 333                num_online_cpus(),
 334                bogosum / (500000/HZ),
 335                (bogosum / (5000/HZ)) % 100);
 336 }
 337
 338 void __init smp_prepare_boot_cpu(void)
 339 {
 340         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 341
 342         per_cpu(cpu_data, cpu).idle = current;
 343 }
 344
 345 void __init smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
 346 {
 347         unsigned int ncores = num_possible_cpus();
 348
 349         init_cpu_topology();
 350
 351         smp_store_cpu_info(smp_processor_id());
 352
 353         /*
 354          * are we trying to boot more cores than exist?
 355          */
 356         if (max_cpus > ncores)
 357                 max_cpus = ncores;
 358         if (ncores > 1 && max_cpus) {
 359                 /*
 360                  * Enable the local timer or broadcast device for the
 361                  * boot CPU, but only if we have more than one CPU.
 362                  */
 363                 percpu_timer_setup();
 364
 365                 /*
 366                  * Initialise the present map, which describes the set of CPUs
 367                  * actually populated at the present time. A platform should
 368                  * re-initialize the map in platform_smp_prepare_cpus() if
 369                  * present != possible (e.g. physical hotplug).
 370                  */
 371                 init_cpu_present(&cpu_possible_map);
 372
 373                 /*
 374                  * Initialise the SCU if there are more than one CPU
 375                  * and let them know where to start.
 376                  */
 377                 platform_smp_prepare_cpus(max_cpus);
 378         }
 379 }
 380
 381 static void (*smp_cross_call)(const struct cpumask *, unsigned int);
 382
 383 void __init set_smp_cross_call(void (*fn)(const struct cpumask *, unsigned int))
 384 {
 385         smp_cross_call = fn;
 386 }
 387
 388 void arch_send_call_function_ipi_mask(const struct cpumask *mask)
 389 {
 390         smp_cross_call(mask, IPI_CALL_FUNC);
 391 }
 392
 393 void arch_send_call_function_single_ipi(int cpu)
 394 {
 395         smp_cross_call(cpumask_of(cpu), IPI_CALL_FUNC_SINGLE);
 396 }
 397
 398 static const char *ipi_types[NR_IPI] = {
 399 #define S(x,s)  [x - IPI_TIMER] = s
 400         S(IPI_TIMER, "Timer broadcast interrupts"),
 401         S(IPI_RESCHEDULE, "Rescheduling interrupts"),
 402         S(IPI_CALL_FUNC, "Function call interrupts"),
 403         S(IPI_CALL_FUNC_SINGLE, "Single function call interrupts"),
 404         S(IPI_CPU_STOP, "CPU stop interrupts"),
 405 };
 406
 407 void show_ipi_list(struct seq_file *p, int prec)
 408 {
 409         unsigned int cpu, i;
 410
 411         for (i = 0; i < NR_IPI; i++) {
 412                 seq_printf(p, "%*s%u: ", prec - 1, "IPI", i);
 413
 414                 for_each_present_cpu(cpu)
 415                         seq_printf(p, "%10u ",
 416                                    __get_irq_stat(cpu, ipi_irqs[i]));
 417
 418                 seq_printf(p, " %s\n", ipi_types[i]);
 419         }
 420 }
 421
 422 u64 smp_irq_stat_cpu(unsigned int cpu)
 423 {
 424         u64 sum = 0;
 425         int i;
 426
 427         for (i = 0; i < NR_IPI; i++)
 428                 sum += __get_irq_stat(cpu, ipi_irqs[i]);
 429
 430         return sum;
 431 }
 432
 433 /*
 434  * Timer (local or broadcast) support
 435  */
 436 static DEFINE_PER_CPU(struct clock_event_device, percpu_clockevent);
 437
 438 static void ipi_timer(void)
 439 {
 440         struct clock_event_device *evt = &__get_cpu_var(percpu_clockevent);
 441         irq_enter();
 442         evt->event_handler(evt);
 443         irq_exit();
 444 }
 445
 446 #ifdef CONFIG_GENERIC_CLOCKEVENTS_BROADCAST
 447 static void smp_timer_broadcast(const struct cpumask *mask)
 448 {
 449         smp_cross_call(mask, IPI_TIMER);
 450 }
 451 #else
 452 #define smp_timer_broadcast     NULL
 453 #endif
 454
 455 static void broadcast_timer_set_mode(enum clock_event_mode mode,
 456         struct clock_event_device *evt)
 457 {
 458 }
 459
 460 static void __cpuinit broadcast_timer_setup(struct clock_event_device *evt)
 461 {
 462         evt->name       = "dummy_timer";
 463         evt->features   = CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT |
 464                           CLOCK_EVT_FEAT_PERIODIC |
 465                           CLOCK_EVT_FEAT_DUMMY;
 466         evt->rating     = 400;
 467         evt->mult       = 1;
 468         evt->set_mode   = broadcast_timer_set_mode;
 469
 470         clockevents_register_device(evt);
 471 }
 472
 473 void __cpuinit percpu_timer_setup(void)
 474 {
 475         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 476         struct clock_event_device *evt = &per_cpu(percpu_clockevent, cpu);
 477
 478         evt->cpumask = cpumask_of(cpu);
 479         evt->broadcast = smp_timer_broadcast;
 480
 481         if (local_timer_setup(evt))
 482                 broadcast_timer_setup(evt);
 483 }
 484
 485 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 486 /*
 487  * The generic clock events code purposely does not stop the local timer
 488  * on CPU_DEAD/CPU_DEAD_FROZEN hotplug events, so we have to do it
 489  * manually here.
 490  */
 491 static void percpu_timer_stop(void)
 492 {
 493         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 494         struct clock_event_device *evt = &per_cpu(percpu_clockevent, cpu);
 495
 496         local_timer_stop(evt);
 497 }
 498 #endif
 499
 500 static DEFINE_RAW_SPINLOCK(stop_lock);
 501
 502 /*
 503  * ipi_cpu_stop - handle IPI from smp_send_stop()
 504  */
 505 static void ipi_cpu_stop(unsigned int cpu)
 506 {
 507         if (system_state == SYSTEM_BOOTING ||
 508             system_state == SYSTEM_RUNNING) {
 509                 raw_spin_lock(&stop_lock);
 510                 printk(KERN_CRIT "CPU%u: stopping\n", cpu);
 511                 dump_stack();
 512                 raw_spin_unlock(&stop_lock);
 513         }
 514
 515         set_cpu_online(cpu, false);
 516
 517         local_fiq_disable();
 518         local_irq_disable();
 519
 520 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 521         platform_cpu_kill(cpu);
 522 #endif
 523
 524         while (1)
 525                 cpu_relax();
 526 }
 527
 528 /*
 529  * Main handler for inter-processor interrupts
 530  */
 531 asmlinkage void __exception_irq_entry do_IPI(int ipinr, struct pt_regs *regs)
 532 {
 533         handle_IPI(ipinr, regs);
 534 }
 535
 536 void handle_IPI(int ipinr, struct pt_regs *regs)
 537 {
 538         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 539         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
 540
 541         if (ipinr >= IPI_TIMER && ipinr < IPI_TIMER + NR_IPI)
 542                 __inc_irq_stat(cpu, ipi_irqs[ipinr - IPI_TIMER]);
 543
 544         switch (ipinr) {
 545         case IPI_TIMER:
 546                 ipi_timer();
 547                 break;
 548
 549         case IPI_RESCHEDULE:
 550                 scheduler_ipi();
 551                 break;
 552
 553         case IPI_CALL_FUNC:
 554                 generic_smp_call_function_interrupt();
 555                 break;
 556
 557         case IPI_CALL_FUNC_SINGLE:
 558                 generic_smp_call_function_single_interrupt();
 559                 break;
 560
 561         case IPI_CPU_STOP:
 562                 ipi_cpu_stop(cpu);
 563                 break;
 564
 565         default:
 566                 printk(KERN_CRIT "CPU%u: Unknown IPI message 0x%x\n",
 567                        cpu, ipinr);
 568                 break;
 569         }
 570         set_irq_regs(old_regs);
 571 }
 572
 573 void smp_send_reschedule(int cpu)
 574 {
 575         smp_cross_call(cpumask_of(cpu), IPI_RESCHEDULE);
 576 }
 577
 578 void smp_send_stop(void)
 579 {
 580         unsigned long timeout;
 581
 582         if (num_online_cpus() > 1) {
 583                 cpumask_t mask = cpu_online_map;
 584                 cpu_clear(smp_processor_id(), mask);
 585
 586                 smp_cross_call(&mask, IPI_CPU_STOP);
 587         }
 588
 589         /* Wait up to one second for other CPUs to stop */
 590         timeout = USEC_PER_SEC;
 591         while (num_online_cpus() > 1 && timeout--)
 592                 udelay(1);
 593
 594         if (num_online_cpus() > 1)
 595                 pr_warning("SMP: failed to stop secondary CPUs\n");
 596 }
 597
 598 /*
 599  * not supported here
 600  */
 601 int setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
 602 {
 603         return -EINVAL;
 604 }