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 int __cpuinit __cpu_up(unsigned int cpu)
  62 {
  63         struct cpuinfo_arm *ci = &per_cpu(cpu_data, cpu);
  64         struct task_struct *idle = ci->idle;
  65         int ret;
  66
  67         /*
  68          * Spawn a new process manually, if not already done.
  69          * Grab a pointer to its task struct so we can mess with it
  70          */
  71         if (!idle) {
  72                 idle = fork_idle(cpu);
  73                 if (IS_ERR(idle)) {
  74                         printk(KERN_ERR "CPU%u: fork() failed\n", cpu);
  75                         return PTR_ERR(idle);
  76                 }
  77                 ci->idle = idle;
  78         } else {
  79                 /*
  80                  * Since this idle thread is being re-used, call
  81                  * init_idle() to reinitialize the thread structure.
  82                  */
  83                 init_idle(idle, cpu);
  84         }
  85
  86         /*
  87          * We need to tell the secondary core where to find
  88          * its stack and the page tables.
  89          */
  90         secondary_data.stack = task_stack_page(idle) + THREAD_START_SP;
  91         secondary_data.pgdir = virt_to_phys(idmap_pgd);
  92         secondary_data.swapper_pg_dir = virt_to_phys(swapper_pg_dir);
  93         __cpuc_flush_dcache_area(&secondary_data, sizeof(secondary_data));
  94         outer_clean_range(__pa(&secondary_data), __pa(&secondary_data + 1));
  95
  96         /*
  97          * Now bring the CPU into our world.
  98          */
  99         ret = boot_secondary(cpu, idle);
 100         if (ret == 0) {
 101                 unsigned long timeout;
 102
 103                 /*
 104                  * CPU was successfully started, wait for it
 105                  * to come online or time out.
 106                  */
 107                 timeout = jiffies + HZ;
 108                 while (time_before(jiffies, timeout)) {
 109                         if (cpu_online(cpu))
 110                                 break;
 111
 112                         udelay(10);
 113                         barrier();
 114                 }
 115
 116                 if (!cpu_online(cpu)) {
 117                         pr_crit("CPU%u: failed to come online\n", cpu);
 118                         ret = -EIO;
 119                 }
 120         } else {
 121                 pr_err("CPU%u: failed to boot: %d\n", cpu, ret);
 122         }
 123
 124         secondary_data.stack = NULL;
 125         secondary_data.pgdir = 0;
 126
 127         return ret;
 128 }
 129
 130 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 131 static void percpu_timer_stop(void);
 132
 133 /*
 134  * __cpu_disable runs on the processor to be shutdown.
 135  */
 136 int __cpu_disable(void)
 137 {
 138         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 139         struct task_struct *p;
 140         int ret;
 141
 142         ret = platform_cpu_disable(cpu);
 143         if (ret)
 144                 return ret;
 145
 146         /*
 147          * Take this CPU offline.  Once we clear this, we can't return,
 148          * and we must not schedule until we're ready to give up the cpu.
 149          */
 150         set_cpu_online(cpu, false);
 151
 152         /*
 153          * OK - migrate IRQs away from this CPU
 154          */
 155         migrate_irqs();
 156
 157         /*
 158          * Stop the local timer for this CPU.
 159          */
 160         percpu_timer_stop();
 161
 162         /*
 163          * Flush user cache and TLB mappings, and then remove this CPU
 164          * from the vm mask set of all processes.
 165          */
 166         flush_cache_all();
 167         local_flush_tlb_all();
 168
 169         read_lock(&tasklist_lock);
 170         for_each_process(p) {
 171                 if (p->mm)
 172                         cpumask_clear_cpu(cpu, mm_cpumask(p->mm));
 173         }
 174         read_unlock(&tasklist_lock);
 175
 176         return 0;
 177 }
 178
 179 static DECLARE_COMPLETION(cpu_died);
 180
 181 /*
 182  * called on the thread which is asking for a CPU to be shutdown -
 183  * waits until shutdown has completed, or it is timed out.
 184  */
 185 void __cpu_die(unsigned int cpu)
 186 {
 187         if (!wait_for_completion_timeout(&cpu_died, msecs_to_jiffies(5000))) {
 188                 pr_err("CPU%u: cpu didn't die\n", cpu);
 189                 return;
 190         }
 191         printk(KERN_NOTICE "CPU%u: shutdown\n", cpu);
 192
 193         if (!platform_cpu_kill(cpu))
 194                 printk("CPU%u: unable to kill\n", cpu);
 195 }
 196
 197 /*
 198  * Called from the idle thread for the CPU which has been shutdown.
 199  *
 200  * Note that we disable IRQs here, but do not re-enable them
 201  * before returning to the caller. This is also the behaviour
 202  * of the other hotplug-cpu capable cores, so presumably coming
 203  * out of idle fixes this.
 204  */
 205 void __ref cpu_die(void)
 206 {
 207         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 208
 209         idle_task_exit();
 210
 211         local_irq_disable();
 212         mb();
 213
 214         /* Tell __cpu_die() that this CPU is now safe to dispose of */
 215         complete(&cpu_died);
 216
 217         /*
 218          * actual CPU shutdown procedure is at least platform (if not
 219          * CPU) specific.
 220          */
 221         platform_cpu_die(cpu);
 222
 223         /*
 224          * Do not return to the idle loop - jump back to the secondary
 225          * cpu initialisation.  There's some initialisation which needs
 226          * to be repeated to undo the effects of taking the CPU offline.
 227          */
 228         __asm__("mov    sp, %0\n"
 229         "       mov     fp, #0\n"
 230         "       b       secondary_start_kernel"
 231                 :
 232                 : "r" (task_stack_page(current) + THREAD_SIZE - 8));
 233 }
 234 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
 235
 236 /*
 237  * Called by both boot and secondaries to move global data into
 238  * per-processor storage.
 239  */
 240 static void __cpuinit smp_store_cpu_info(unsigned int cpuid)
 241 {
 242         struct cpuinfo_arm *cpu_info = &per_cpu(cpu_data, cpuid);
 243
 244         cpu_info->loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
 245
 246         store_cpu_topology(cpuid);
 247 }
 248
 249 static void percpu_timer_setup(void);
 250
 251 /*
 252  * This is the secondary CPU boot entry.  We're using this CPUs
 253  * idle thread stack, but a set of temporary page tables.
 254  */
 255 asmlinkage void __cpuinit secondary_start_kernel(void)
 256 {
 257         struct mm_struct *mm = &init_mm;
 258         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 259
 260         printk("CPU%u: Booted secondary processor\n", cpu);
 261
 262         /*
 263          * All kernel threads share the same mm context; grab a
 264          * reference and switch to it.
 265          */
 266         atomic_inc(&mm->mm_count);
 267         current->active_mm = mm;
 268         cpumask_set_cpu(cpu, mm_cpumask(mm));
 269         cpu_switch_mm(mm->pgd, mm);
 270         enter_lazy_tlb(mm, current);
 271         local_flush_tlb_all();
 272
 273         cpu_init();
 274         preempt_disable();
 275         trace_hardirqs_off();
 276
 277         /*
 278          * Give the platform a chance to do its own initialisation.
 279          */
 280         platform_secondary_init(cpu);
 281
 282         notify_cpu_starting(cpu);
 283
 284         calibrate_delay();
 285
 286         smp_store_cpu_info(cpu);
 287
 288         /*
 289          * OK, now it's safe to let the boot CPU continue.  Wait for
 290          * the CPU migration code to notice that the CPU is online
 291          * before we continue.
 292          */
 293         set_cpu_online(cpu, true);
 294
 295         /*
 296          * Setup the percpu timer for this CPU.
 297          */
 298         percpu_timer_setup();
 299
 300         local_irq_enable();
 301         local_fiq_enable();
 302
 303         /*
 304          * OK, it's off to the idle thread for us
 305          */
 306         cpu_idle();
 307 }
 308
 309 void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
 310 {
 311         int cpu;
 312         unsigned long bogosum = 0;
 313
 314         for_each_online_cpu(cpu)
 315                 bogosum += per_cpu(cpu_data, cpu).loops_per_jiffy;
 316
 317         printk(KERN_INFO "SMP: Total of %d processors activated "
 318                "(%lu.%02lu BogoMIPS).\n",
 319                num_online_cpus(),
 320                bogosum / (500000/HZ),
 321                (bogosum / (5000/HZ)) % 100);
 322 }
 323
 324 void __init smp_prepare_boot_cpu(void)
 325 {
 326         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 327
 328         per_cpu(cpu_data, cpu).idle = current;
 329 }
 330
 331 void __init smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
 332 {
 333         unsigned int ncores = num_possible_cpus();
 334
 335         init_cpu_topology();
 336
 337         smp_store_cpu_info(smp_processor_id());
 338
 339         /*
 340          * are we trying to boot more cores than exist?
 341          */
 342         if (max_cpus > ncores)
 343                 max_cpus = ncores;
 344         if (ncores > 1 && max_cpus) {
 345                 /*
 346                  * Enable the local timer or broadcast device for the
 347                  * boot CPU, but only if we have more than one CPU.
 348                  */
 349                 percpu_timer_setup();
 350
 351                 /*
 352                  * Initialise the present map, which describes the set of CPUs
 353                  * actually populated at the present time. A platform should
 354                  * re-initialize the map in platform_smp_prepare_cpus() if
 355                  * present != possible (e.g. physical hotplug).
 356                  */
 357                 init_cpu_present(&cpu_possible_map);
 358
 359                 /*
 360                  * Initialise the SCU if there are more than one CPU
 361                  * and let them know where to start.
 362                  */
 363                 platform_smp_prepare_cpus(max_cpus);
 364         }
 365 }
 366
 367 static void (*smp_cross_call)(const struct cpumask *, unsigned int);
 368
 369 void __init set_smp_cross_call(void (*fn)(const struct cpumask *, unsigned int))
 370 {
 371         smp_cross_call = fn;
 372 }
 373
 374 void arch_send_call_function_ipi_mask(const struct cpumask *mask)
 375 {
 376         smp_cross_call(mask, IPI_CALL_FUNC);
 377 }
 378
 379 void arch_send_call_function_single_ipi(int cpu)
 380 {
 381         smp_cross_call(cpumask_of(cpu), IPI_CALL_FUNC_SINGLE);
 382 }
 383
 384 static const char *ipi_types[NR_IPI] = {
 385 #define S(x,s)  [x - IPI_TIMER] = s
 386         S(IPI_TIMER, "Timer broadcast interrupts"),
 387         S(IPI_RESCHEDULE, "Rescheduling interrupts"),
 388         S(IPI_CALL_FUNC, "Function call interrupts"),
 389         S(IPI_CALL_FUNC_SINGLE, "Single function call interrupts"),
 390         S(IPI_CPU_STOP, "CPU stop interrupts"),
 391 };
 392
 393 void show_ipi_list(struct seq_file *p, int prec)
 394 {
 395         unsigned int cpu, i;
 396
 397         for (i = 0; i < NR_IPI; i++) {
 398                 seq_printf(p, "%*s%u: ", prec - 1, "IPI", i);
 399
 400                 for_each_present_cpu(cpu)
 401                         seq_printf(p, "%10u ",
 402                                    __get_irq_stat(cpu, ipi_irqs[i]));
 403
 404                 seq_printf(p, " %s\n", ipi_types[i]);
 405         }
 406 }
 407
 408 u64 smp_irq_stat_cpu(unsigned int cpu)
 409 {
 410         u64 sum = 0;
 411         int i;
 412
 413         for (i = 0; i < NR_IPI; i++)
 414                 sum += __get_irq_stat(cpu, ipi_irqs[i]);
 415
 416         return sum;
 417 }
 418
 419 /*
 420  * Timer (local or broadcast) support
 421  */
 422 static DEFINE_PER_CPU(struct clock_event_device, percpu_clockevent);
 423
 424 static void ipi_timer(void)
 425 {
 426         struct clock_event_device *evt = &__get_cpu_var(percpu_clockevent);
 427         evt->event_handler(evt);
 428 }
 429
 430 #ifdef CONFIG_GENERIC_CLOCKEVENTS_BROADCAST
 431 static void smp_timer_broadcast(const struct cpumask *mask)
 432 {
 433         smp_cross_call(mask, IPI_TIMER);
 434 }
 435 #else
 436 #define smp_timer_broadcast     NULL
 437 #endif
 438
 439 static void broadcast_timer_set_mode(enum clock_event_mode mode,
 440         struct clock_event_device *evt)
 441 {
 442 }
 443
 444 static void __cpuinit broadcast_timer_setup(struct clock_event_device *evt)
 445 {
 446         evt->name       = "dummy_timer";
 447         evt->features   = CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT |
 448                           CLOCK_EVT_FEAT_PERIODIC |
 449                           CLOCK_EVT_FEAT_DUMMY;
 450         evt->rating     = 400;
 451         evt->mult       = 1;
 452         evt->set_mode   = broadcast_timer_set_mode;
 453
 454         clockevents_register_device(evt);
 455 }
 456
 457 static struct local_timer_ops *lt_ops;
 458
 459 #ifdef CONFIG_LOCAL_TIMERS
 460 int local_timer_register(struct local_timer_ops *ops)
 461 {
 462         if (lt_ops)
 463                 return -EBUSY;
 464
 465         lt_ops = ops;
 466         return 0;
 467 }
 468 #endif
 469
 470 static void __cpuinit percpu_timer_setup(void)
 471 {
 472         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 473         struct clock_event_device *evt = &per_cpu(percpu_clockevent, cpu);
 474
 475         evt->cpumask = cpumask_of(cpu);
 476         evt->broadcast = smp_timer_broadcast;
 477
 478         if (!lt_ops || lt_ops->setup(evt))
 479                 broadcast_timer_setup(evt);
 480 }
 481
 482 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 483 /*
 484  * The generic clock events code purposely does not stop the local timer
 485  * on CPU_DEAD/CPU_DEAD_FROZEN hotplug events, so we have to do it
 486  * manually here.
 487  */
 488 static void percpu_timer_stop(void)
 489 {
 490         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 491         struct clock_event_device *evt = &per_cpu(percpu_clockevent, cpu);
 492
 493         if (lt_ops)
 494                 lt_ops->stop(evt);
 495 }
 496 #endif
 497
 498 static DEFINE_RAW_SPINLOCK(stop_lock);
 499
 500 /*
 501  * ipi_cpu_stop - handle IPI from smp_send_stop()
 502  */
 503 static void ipi_cpu_stop(unsigned int cpu)
 504 {
 505         if (system_state == SYSTEM_BOOTING ||
 506             system_state == SYSTEM_RUNNING) {
 507                 raw_spin_lock(&stop_lock);
 508                 printk(KERN_CRIT "CPU%u: stopping\n", cpu);
 509                 dump_stack();
 510                 raw_spin_unlock(&stop_lock);
 511         }
 512
 513         set_cpu_online(cpu, false);
 514
 515         local_fiq_disable();
 516         local_irq_disable();
 517
 518 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 519         platform_cpu_kill(cpu);
 520 #endif
 521
 522         while (1)
 523                 cpu_relax();
 524 }
 525
 526 /*
 527  * Main handler for inter-processor interrupts
 528  */
 529 asmlinkage void __exception_irq_entry do_IPI(int ipinr, struct pt_regs *regs)
 530 {
 531         handle_IPI(ipinr, regs);
 532 }
 533
 534 void handle_IPI(int ipinr, struct pt_regs *regs)
 535 {
 536         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 537         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
 538
 539         if (ipinr >= IPI_TIMER && ipinr < IPI_TIMER + NR_IPI)
 540                 __inc_irq_stat(cpu, ipi_irqs[ipinr - IPI_TIMER]);
 541
 542         switch (ipinr) {
 543         case IPI_TIMER:
 544                 irq_enter();
 545                 ipi_timer();
 546                 irq_exit();
 547                 break;
 548
 549         case IPI_RESCHEDULE:
 550                 scheduler_ipi();
 551                 break;
 552
 553         case IPI_CALL_FUNC:
 554                 irq_enter();
 555                 generic_smp_call_function_interrupt();
 556                 irq_exit();
 557                 break;
 558
 559         case IPI_CALL_FUNC_SINGLE:
 560                 irq_enter();
 561                 generic_smp_call_function_single_interrupt();
 562                 irq_exit();
 563                 break;
 564
 565         case IPI_CPU_STOP:
 566                 irq_enter();
 567                 ipi_cpu_stop(cpu);
 568                 irq_exit();
 569                 break;
 570
 571         default:
 572                 printk(KERN_CRIT "CPU%u: Unknown IPI message 0x%x\n",
 573                        cpu, ipinr);
 574                 break;
 575         }
 576         set_irq_regs(old_regs);
 577 }
 578
 579 void smp_send_reschedule(int cpu)
 580 {
 581         smp_cross_call(cpumask_of(cpu), IPI_RESCHEDULE);
 582 }
 583
 584 void smp_send_stop(void)
 585 {
 586         unsigned long timeout;
 587
 588         if (num_online_cpus() > 1) {
 589                 cpumask_t mask = cpu_online_map;
 590                 cpu_clear(smp_processor_id(), mask);
 591
 592                 smp_cross_call(&mask, IPI_CPU_STOP);
 593         }
 594
 595         /* Wait up to one second for other CPUs to stop */
 596         timeout = USEC_PER_SEC;
 597         while (num_online_cpus() > 1 && timeout--)
 598                 udelay(1);
 599
 600         if (num_online_cpus() > 1)
 601                 pr_warning("SMP: failed to stop secondary CPUs\n");
 602 }
 603
 604 /*
 605  * not supported here
 606  */
 607 int setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
 608 {
 609         return -EINVAL;
 610 }