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/ftrace.h>
  20 #include <linux/mm.h>
  21 #include <linux/err.h>
  22 #include <linux/cpu.h>
  23 #include <linux/smp.h>
  24 #include <linux/seq_file.h>
  25 #include <linux/irq.h>
  26 #include <linux/percpu.h>
  27 #include <linux/clockchips.h>
  28 #include <linux/completion.h>
  29
  30 #include <asm/atomic.h>
  31 #include <asm/cacheflush.h>
  32 #include <asm/cpu.h>
  33 #include <asm/cputype.h>
  34 #include <asm/mmu_context.h>
  35 #include <asm/pgtable.h>
  36 #include <asm/pgalloc.h>
  37 #include <asm/processor.h>
  38 #include <asm/sections.h>
  39 #include <asm/tlbflush.h>
  40 #include <asm/ptrace.h>
  41 #include <asm/localtimer.h>
  42
  43 /*
  44  * as from 2.5, kernels no longer have an init_tasks structure
  45  * so we need some other way of telling a new secondary core
  46  * where to place its SVC stack
  47  */
  48 struct secondary_data secondary_data;
  49
  50 enum ipi_msg_type {
  51         IPI_TIMER = 2,
  52         IPI_RESCHEDULE,
  53         IPI_CALL_FUNC,
  54         IPI_CALL_FUNC_SINGLE,
  55         IPI_CPU_STOP,
  56         IPI_CPU_BACKTRACE,
  57 };
  58
  59 int __cpuinit __cpu_up(unsigned int cpu)
  60 {
  61         struct cpuinfo_arm *ci = &per_cpu(cpu_data, cpu);
  62         struct task_struct *idle = ci->idle;
  63         pgd_t *pgd;
  64         int ret;
  65
  66         /*
  67          * Spawn a new process manually, if not already done.
  68          * Grab a pointer to its task struct so we can mess with it
  69          */
  70         if (!idle) {
  71                 idle = fork_idle(cpu);
  72                 if (IS_ERR(idle)) {
  73                         printk(KERN_ERR "CPU%u: fork() failed\n", cpu);
  74                         return PTR_ERR(idle);
  75                 }
  76                 ci->idle = idle;
  77         } else {
  78                 /*
  79                  * Since this idle thread is being re-used, call
  80                  * init_idle() to reinitialize the thread structure.
  81                  */
  82                 init_idle(idle, cpu);
  83         }
  84
  85         /*
  86          * Allocate initial page tables to allow the new CPU to
  87          * enable the MMU safely.  This essentially means a set
  88          * of our "standard" page tables, with the addition of
  89          * a 1:1 mapping for the physical address of the kernel.
  90          */
  91         pgd = pgd_alloc(&init_mm);
  92         if (!pgd)
  93                 return -ENOMEM;
  94
  95         if (PHYS_OFFSET != PAGE_OFFSET) {
  96 #ifndef CONFIG_HOTPLUG_CPU
  97                 identity_mapping_add(pgd, __pa(__init_begin), __pa(__init_end));
  98 #endif
  99                 identity_mapping_add(pgd, __pa(_stext), __pa(_etext));
 100                 identity_mapping_add(pgd, __pa(_sdata), __pa(_edata));
 101         }
 102
 103         /*
 104          * We need to tell the secondary core where to find
 105          * its stack and the page tables.
 106          */
 107         secondary_data.stack = task_stack_page(idle) + THREAD_START_SP;
 108         secondary_data.pgdir = virt_to_phys(pgd);
 109         secondary_data.swapper_pg_dir = virt_to_phys(swapper_pg_dir);
 110         __cpuc_flush_dcache_area(&secondary_data, sizeof(secondary_data));
 111         outer_clean_range(__pa(&secondary_data), __pa(&secondary_data + 1));
 112
 113         /*
 114          * Now bring the CPU into our world.
 115          */
 116         ret = boot_secondary(cpu, idle);
 117         if (ret == 0) {
 118                 unsigned long timeout;
 119
 120                 /*
 121                  * CPU was successfully started, wait for it
 122                  * to come online or time out.
 123                  */
 124                 timeout = jiffies + HZ;
 125                 while (time_before(jiffies, timeout)) {
 126                         if (cpu_online(cpu))
 127                                 break;
 128
 129                         udelay(10);
 130                         barrier();
 131                 }
 132
 133                 if (!cpu_online(cpu)) {
 134                         pr_crit("CPU%u: failed to come online\n", cpu);
 135                         ret = -EIO;
 136                 }
 137         } else {
 138                 pr_err("CPU%u: failed to boot: %d\n", cpu, ret);
 139         }
 140
 141         secondary_data.stack = NULL;
 142         secondary_data.pgdir = 0;
 143
 144         if (PHYS_OFFSET != PAGE_OFFSET) {
 145 #ifndef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 146                 identity_mapping_del(pgd, __pa(__init_begin), __pa(__init_end));
 147 #endif
 148                 identity_mapping_del(pgd, __pa(_stext), __pa(_etext));
 149                 identity_mapping_del(pgd, __pa(_sdata), __pa(_edata));
 150         }
 151
 152         pgd_free(&init_mm, pgd);
 153
 154         return ret;
 155 }
 156
 157 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 158 static void percpu_timer_stop(void);
 159
 160 /*
 161  * __cpu_disable runs on the processor to be shutdown.
 162  */
 163 int __cpu_disable(void)
 164 {
 165         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 166         struct task_struct *p;
 167         int ret;
 168
 169         ret = platform_cpu_disable(cpu);
 170         if (ret)
 171                 return ret;
 172
 173         /*
 174          * Take this CPU offline.  Once we clear this, we can't return,
 175          * and we must not schedule until we're ready to give up the cpu.
 176          */
 177         set_cpu_online(cpu, false);
 178
 179         /*
 180          * OK - migrate IRQs away from this CPU
 181          */
 182         migrate_irqs();
 183
 184         /*
 185          * Stop the local timer for this CPU.
 186          */
 187         percpu_timer_stop();
 188
 189         /*
 190          * Flush user cache and TLB mappings, and then remove this CPU
 191          * from the vm mask set of all processes.
 192          */
 193         flush_cache_all();
 194         local_flush_tlb_all();
 195
 196         read_lock(&tasklist_lock);
 197         for_each_process(p) {
 198                 if (p->mm)
 199                         cpumask_clear_cpu(cpu, mm_cpumask(p->mm));
 200         }
 201         read_unlock(&tasklist_lock);
 202
 203         return 0;
 204 }
 205
 206 static DECLARE_COMPLETION(cpu_died);
 207
 208 /*
 209  * called on the thread which is asking for a CPU to be shutdown -
 210  * waits until shutdown has completed, or it is timed out.
 211  */
 212 void __cpu_die(unsigned int cpu)
 213 {
 214         if (!wait_for_completion_timeout(&cpu_died, msecs_to_jiffies(5000))) {
 215                 pr_err("CPU%u: cpu didn't die\n", cpu);
 216                 return;
 217         }
 218         printk(KERN_NOTICE "CPU%u: shutdown\n", cpu);
 219
 220         if (!platform_cpu_kill(cpu))
 221                 printk("CPU%u: unable to kill\n", cpu);
 222 }
 223
 224 /*
 225  * Called from the idle thread for the CPU which has been shutdown.
 226  *
 227  * Note that we disable IRQs here, but do not re-enable them
 228  * before returning to the caller. This is also the behaviour
 229  * of the other hotplug-cpu capable cores, so presumably coming
 230  * out of idle fixes this.
 231  */
 232 void __ref cpu_die(void)
 233 {
 234         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 235
 236         idle_task_exit();
 237
 238         local_irq_disable();
 239         mb();
 240
 241         /* Tell __cpu_die() that this CPU is now safe to dispose of */
 242         complete(&cpu_died);
 243
 244         /*
 245          * actual CPU shutdown procedure is at least platform (if not
 246          * CPU) specific.
 247          */
 248         platform_cpu_die(cpu);
 249
 250         /*
 251          * Do not return to the idle loop - jump back to the secondary
 252          * cpu initialisation.  There's some initialisation which needs
 253          * to be repeated to undo the effects of taking the CPU offline.
 254          */
 255         __asm__("mov    sp, %0\n"
 256         "       mov     fp, #0\n"
 257         "       b       secondary_start_kernel"
 258                 :
 259                 : "r" (task_stack_page(current) + THREAD_SIZE - 8));
 260 }
 261 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
 262
 263 /*
 264  * Called by both boot and secondaries to move global data into
 265  * per-processor storage.
 266  */
 267 static void __cpuinit smp_store_cpu_info(unsigned int cpuid)
 268 {
 269         struct cpuinfo_arm *cpu_info = &per_cpu(cpu_data, cpuid);
 270
 271         cpu_info->loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
 272 }
 273
 274 /*
 275  * This is the secondary CPU boot entry.  We're using this CPUs
 276  * idle thread stack, but a set of temporary page tables.
 277  */
 278 asmlinkage void __cpuinit secondary_start_kernel(void)
 279 {
 280         struct mm_struct *mm = &init_mm;
 281         unsigned int cpu;
 282
 283         /*
 284          * The identity mapping is uncached (strongly ordered), so
 285          * switch away from it before attempting any exclusive accesses.
 286          */
 287         cpu_switch_mm(mm->pgd, mm);
 288         enter_lazy_tlb(mm, current);
 289         local_flush_tlb_all();
 290
 291         /*
 292          * All kernel threads share the same mm context; grab a
 293          * reference and switch to it.
 294          */
 295         cpu = smp_processor_id();
 296         atomic_inc(&mm->mm_count);
 297         current->active_mm = mm;
 298         cpumask_set_cpu(cpu, mm_cpumask(mm));
 299
 300         printk("CPU%u: Booted secondary processor\n", cpu);
 301
 302         cpu_init();
 303         preempt_disable();
 304         trace_hardirqs_off();
 305
 306         /*
 307          * Give the platform a chance to do its own initialisation.
 308          */
 309         platform_secondary_init(cpu);
 310
 311         notify_cpu_starting(cpu);
 312
 313 #ifndef CONFIG_PLAT_RK
 314         calibrate_delay();
 315 #endif
 316
 317         smp_store_cpu_info(cpu);
 318
 319         /*
 320          * OK, now it's safe to let the boot CPU continue.  Wait for
 321          * the CPU migration code to notice that the CPU is online
 322          * before we continue.
 323          */
 324         set_cpu_online(cpu, true);
 325
 326         /*
 327          * Setup the percpu timer for this CPU.
 328          */
 329         percpu_timer_setup();
 330
 331         local_irq_enable();
 332         local_fiq_enable();
 333
 334         /*
 335          * OK, it's off to the idle thread for us
 336          */
 337         cpu_idle();
 338 }
 339
 340 void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
 341 {
 342         int cpu;
 343         unsigned long bogosum = 0;
 344
 345         for_each_online_cpu(cpu)
 346                 bogosum += per_cpu(cpu_data, cpu).loops_per_jiffy;
 347
 348         printk(KERN_INFO "SMP: Total of %d processors activated "
 349                "(%lu.%02lu BogoMIPS).\n",
 350                num_online_cpus(),
 351                bogosum / (500000/HZ),
 352                (bogosum / (5000/HZ)) % 100);
 353 }
 354
 355 void __init smp_prepare_boot_cpu(void)
 356 {
 357         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 358
 359         per_cpu(cpu_data, cpu).idle = current;
 360 }
 361
 362 void __init smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
 363 {
 364         unsigned int ncores = num_possible_cpus();
 365
 366         smp_store_cpu_info(smp_processor_id());
 367
 368         /*
 369          * are we trying to boot more cores than exist?
 370          */
 371         if (max_cpus > ncores)
 372                 max_cpus = ncores;
 373
 374         if (max_cpus > 1) {
 375                 /*
 376                  * Enable the local timer or broadcast device for the
 377                  * boot CPU, but only if we have more than one CPU.
 378                  */
 379                 percpu_timer_setup();
 380
 381                 /*
 382                  * Initialise the SCU if there are more than one CPU
 383                  * and let them know where to start.
 384                  */
 385                 platform_smp_prepare_cpus(max_cpus);
 386         }
 387 }
 388
 389 static void (*smp_cross_call)(const struct cpumask *, unsigned int);
 390
 391 void __init set_smp_cross_call(void (*fn)(const struct cpumask *, unsigned int))
 392 {
 393         smp_cross_call = fn;
 394 }
 395
 396 void arch_send_call_function_ipi_mask(const struct cpumask *mask)
 397 {
 398         smp_cross_call(mask, IPI_CALL_FUNC);
 399 }
 400
 401 void arch_send_call_function_single_ipi(int cpu)
 402 {
 403         smp_cross_call(cpumask_of(cpu), IPI_CALL_FUNC_SINGLE);
 404 }
 405
 406 static const char *ipi_types[NR_IPI] = {
 407 #define S(x,s)  [x - IPI_TIMER] = s
 408         S(IPI_TIMER, "Timer broadcast interrupts"),
 409         S(IPI_RESCHEDULE, "Rescheduling interrupts"),
 410         S(IPI_CALL_FUNC, "Function call interrupts"),
 411         S(IPI_CALL_FUNC_SINGLE, "Single function call interrupts"),
 412         S(IPI_CPU_STOP, "CPU stop interrupts"),
 413         S(IPI_CPU_BACKTRACE, "CPU backtrace"),
 414 };
 415
 416 void show_ipi_list(struct seq_file *p, int prec)
 417 {
 418         unsigned int cpu, i;
 419
 420         for (i = 0; i < NR_IPI; i++) {
 421                 seq_printf(p, "%*s%u: ", prec - 1, "IPI", i);
 422
 423                 for_each_present_cpu(cpu)
 424                         seq_printf(p, "%10u ",
 425                                    __get_irq_stat(cpu, ipi_irqs[i]));
 426
 427                 seq_printf(p, " %s\n", ipi_types[i]);
 428         }
 429 }
 430
 431 u64 smp_irq_stat_cpu(unsigned int cpu)
 432 {
 433         u64 sum = 0;
 434         int i;
 435
 436         for (i = 0; i < NR_IPI; i++)
 437                 sum += __get_irq_stat(cpu, ipi_irqs[i]);
 438
 439 #ifdef CONFIG_LOCAL_TIMERS
 440         sum += __get_irq_stat(cpu, local_timer_irqs);
 441 #endif
 442
 443         return sum;
 444 }
 445
 446 /*
 447  * Timer (local or broadcast) support
 448  */
 449 static DEFINE_PER_CPU(struct clock_event_device, percpu_clockevent);
 450
 451 static void ipi_timer(void)
 452 {
 453         struct clock_event_device *evt = &__get_cpu_var(percpu_clockevent);
 454         evt->event_handler(evt);
 455 }
 456
 457 #ifdef CONFIG_LOCAL_TIMERS
 458 asmlinkage void __exception_irq_entry do_local_timer(struct pt_regs *regs)
 459 {
 460         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
 461         int cpu = smp_processor_id();
 462
 463         if (local_timer_ack()) {
 464                 __inc_irq_stat(cpu, local_timer_irqs);
 465                 irq_enter();
 466                 ipi_timer();
 467                 irq_exit();
 468         }
 469
 470         set_irq_regs(old_regs);
 471 }
 472
 473 void show_local_irqs(struct seq_file *p, int prec)
 474 {
 475         unsigned int cpu;
 476
 477         seq_printf(p, "%*s: ", prec, "LOC");
 478
 479         for_each_present_cpu(cpu)
 480                 seq_printf(p, "%10u ", __get_irq_stat(cpu, local_timer_irqs));
 481
 482         seq_printf(p, " Local timer interrupts\n");
 483 }
 484 #endif
 485
 486 #ifdef CONFIG_GENERIC_CLOCKEVENTS_BROADCAST
 487 static void smp_timer_broadcast(const struct cpumask *mask)
 488 {
 489         smp_cross_call(mask, IPI_TIMER);
 490 }
 491 #else
 492 #define smp_timer_broadcast     NULL
 493 #endif
 494
 495 static void broadcast_timer_set_mode(enum clock_event_mode mode,
 496         struct clock_event_device *evt)
 497 {
 498 }
 499
 500 static void __cpuinit broadcast_timer_setup(struct clock_event_device *evt)
 501 {
 502         evt->name       = "dummy_timer";
 503         evt->features   = CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT |
 504                           CLOCK_EVT_FEAT_PERIODIC |
 505                           CLOCK_EVT_FEAT_DUMMY;
 506         evt->rating     = 400;
 507         evt->mult       = 1;
 508         evt->set_mode   = broadcast_timer_set_mode;
 509
 510         clockevents_register_device(evt);
 511 }
 512
 513 void __cpuinit percpu_timer_setup(void)
 514 {
 515         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 516         struct clock_event_device *evt = &per_cpu(percpu_clockevent, cpu);
 517
 518         evt->cpumask = cpumask_of(cpu);
 519         evt->broadcast = smp_timer_broadcast;
 520
 521         if (local_timer_setup(evt))
 522                 broadcast_timer_setup(evt);
 523 }
 524
 525 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 526 /*
 527  * The generic clock events code purposely does not stop the local timer
 528  * on CPU_DEAD/CPU_DEAD_FROZEN hotplug events, so we have to do it
 529  * manually here.
 530  */
 531 static void percpu_timer_stop(void)
 532 {
 533         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 534         struct clock_event_device *evt = &per_cpu(percpu_clockevent, cpu);
 535
 536         evt->set_mode(CLOCK_EVT_MODE_UNUSED, evt);
 537 }
 538 #endif
 539
 540 static DEFINE_SPINLOCK(stop_lock);
 541
 542 /*
 543  * ipi_cpu_stop - handle IPI from smp_send_stop()
 544  */
 545 static void ipi_cpu_stop(unsigned int cpu)
 546 {
 547         if (system_state == SYSTEM_BOOTING ||
 548             system_state == SYSTEM_RUNNING) {
 549                 spin_lock(&stop_lock);
 550                 printk(KERN_CRIT "CPU%u: stopping\n", cpu);
 551                 dump_stack();
 552                 spin_unlock(&stop_lock);
 553         }
 554
 555         set_cpu_online(cpu, false);
 556
 557         local_fiq_disable();
 558         local_irq_disable();
 559
 560         while (1)
 561                 cpu_relax();
 562 }
 563
 564 static cpumask_t backtrace_mask;
 565 static DEFINE_RAW_SPINLOCK(backtrace_lock);
 566
 567 /* "in progress" flag of arch_trigger_all_cpu_backtrace */
 568 static unsigned long backtrace_flag;
 569
 570 void smp_send_all_cpu_backtrace(void)
 571 {
 572         unsigned int this_cpu = smp_processor_id();
 573         int i;
 574
 575         if (test_and_set_bit(0, &backtrace_flag))
 576                 /*
 577                  * If there is already a trigger_all_cpu_backtrace() in progress
 578                  * (backtrace_flag == 1), don't output double cpu dump infos.
 579                  */
 580                 return;
 581
 582         cpumask_copy(&backtrace_mask, cpu_online_mask);
 583         cpu_clear(this_cpu, backtrace_mask);
 584
 585         pr_info("Backtrace for cpu %d (current):\n", this_cpu);
 586         dump_stack();
 587
 588         pr_info("\nsending IPI to all other CPUs:\n");
 589         smp_cross_call(&backtrace_mask, IPI_CPU_BACKTRACE);
 590
 591         /* Wait for up to 10 seconds for all other CPUs to do the backtrace */
 592         for (i = 0; i < 10 * 1000; i++) {
 593                 if (cpumask_empty(&backtrace_mask))
 594                         break;
 595                 mdelay(1);
 596         }
 597
 598         clear_bit(0, &backtrace_flag);
 599         smp_mb__after_clear_bit();
 600 }
 601
 602 /*
 603  * ipi_cpu_backtrace - handle IPI from smp_send_all_cpu_backtrace()
 604  */
 605 static void ipi_cpu_backtrace(unsigned int cpu, struct pt_regs *regs)
 606 {
 607         if (cpu_isset(cpu, backtrace_mask)) {
 608                 raw_spin_lock(&backtrace_lock);
 609                 pr_warning("IPI backtrace for cpu %d\n", cpu);
 610                 show_regs(regs);
 611                 raw_spin_unlock(&backtrace_lock);
 612                 cpu_clear(cpu, backtrace_mask);
 613         }
 614 }
 615
 616 /*
 617  * Main handler for inter-processor interrupts
 618  */
 619 asmlinkage void __exception_irq_entry do_IPI(int ipinr, struct pt_regs *regs)
 620 {
 621         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 622         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
 623
 624         if (ipinr >= IPI_TIMER && ipinr < IPI_TIMER + NR_IPI)
 625                 __inc_irq_stat(cpu, ipi_irqs[ipinr - IPI_TIMER]);
 626
 627         switch (ipinr) {
 628         case IPI_TIMER:
 629                 irq_enter();
 630                 ipi_timer();
 631                 irq_exit();
 632                 break;
 633
 634         case IPI_RESCHEDULE:
 635                 scheduler_ipi();
 636                 break;
 637
 638         case IPI_CALL_FUNC:
 639                 irq_enter();
 640                 generic_smp_call_function_interrupt();
 641                 irq_exit();
 642                 break;
 643
 644         case IPI_CALL_FUNC_SINGLE:
 645                 irq_enter();
 646                 generic_smp_call_function_single_interrupt();
 647                 irq_exit();
 648                 break;
 649
 650         case IPI_CPU_STOP:
 651                 irq_enter();
 652                 ipi_cpu_stop(cpu);
 653                 irq_exit();
 654                 break;
 655
 656         case IPI_CPU_BACKTRACE:
 657                 ipi_cpu_backtrace(cpu, regs);
 658                 break;
 659
 660         default:
 661                 printk(KERN_CRIT "CPU%u: Unknown IPI message 0x%x\n",
 662                        cpu, ipinr);
 663                 break;
 664         }
 665         set_irq_regs(old_regs);
 666 }
 667
 668 void smp_send_reschedule(int cpu)
 669 {
 670         smp_cross_call(cpumask_of(cpu), IPI_RESCHEDULE);
 671 }
 672
 673 void smp_send_stop(void)
 674 {
 675         unsigned long timeout;
 676
 677         if (num_online_cpus() > 1) {
 678                 cpumask_t mask = cpu_online_map;
 679                 cpu_clear(smp_processor_id(), mask);
 680
 681                 smp_cross_call(&mask, IPI_CPU_STOP);
 682         }
 683
 684         /* Wait up to one second for other CPUs to stop */
 685         timeout = USEC_PER_SEC;
 686         while (num_online_cpus() > 1 && timeout--)
 687                 udelay(1);
 688
 689         if (num_online_cpus() > 1)
 690                 pr_warning("SMP: failed to stop secondary CPUs\n");
 691 }
 692
 693 /*
 694  * not supported here
 695  */
 696 int setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
 697 {
 698         return -EINVAL;
 699 }