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
  28 #include <asm/atomic.h>
  29 #include <asm/cacheflush.h>
  30 #include <asm/cpu.h>
  31 #include <asm/mmu_context.h>
  32 #include <asm/pgtable.h>
  33 #include <asm/pgalloc.h>
  34 #include <asm/processor.h>
  35 #include <asm/tlbflush.h>
  36 #include <asm/ptrace.h>
  37 #include <asm/localtimer.h>
  38
  39 /*
  40  * as from 2.5, kernels no longer have an init_tasks structure
  41  * so we need some other way of telling a new secondary core
  42  * where to place its SVC stack
  43  */
  44 struct secondary_data secondary_data;
  45
  46 /*
  47  * structures for inter-processor calls
  48  * - A collection of single bit ipi messages.
  49  */
  50 struct ipi_data {
  51         spinlock_t lock;
  52         unsigned long ipi_count;
  53         unsigned long bits;
  54 };
  55
  56 static DEFINE_PER_CPU(struct ipi_data, ipi_data) = {
  57         .lock   = SPIN_LOCK_UNLOCKED,
  58 };
  59
  60 enum ipi_msg_type {
  61         IPI_TIMER,
  62         IPI_RESCHEDULE,
  63         IPI_CALL_FUNC,
  64         IPI_CALL_FUNC_SINGLE,
  65         IPI_CPU_STOP,
  66 };
  67
  68 int __cpuinit __cpu_up(unsigned int cpu)
  69 {
  70         struct cpuinfo_arm *ci = &per_cpu(cpu_data, cpu);
  71         struct task_struct *idle = ci->idle;
  72         pgd_t *pgd;
  73         pmd_t *pmd;
  74         int ret;
  75
  76         /*
  77          * Spawn a new process manually, if not already done.
  78          * Grab a pointer to its task struct so we can mess with it
  79          */
  80         if (!idle) {
  81                 idle = fork_idle(cpu);
  82                 if (IS_ERR(idle)) {
  83                         printk(KERN_ERR "CPU%u: fork() failed\n", cpu);
  84                         return PTR_ERR(idle);
  85                 }
  86                 ci->idle = idle;
  87         }
  88
  89         /*
  90          * Allocate initial page tables to allow the new CPU to
  91          * enable the MMU safely.  This essentially means a set
  92          * of our "standard" page tables, with the addition of
  93          * a 1:1 mapping for the physical address of the kernel.
  94          */
  95         pgd = pgd_alloc(&init_mm);
  96         pmd = pmd_offset(pgd + pgd_index(PHYS_OFFSET), PHYS_OFFSET);
  97         *pmd = __pmd((PHYS_OFFSET & PGDIR_MASK) |
  98                      PMD_TYPE_SECT | PMD_SECT_AP_WRITE);
  99         flush_pmd_entry(pmd);
 100
 101         /*
 102          * We need to tell the secondary core where to find
 103          * its stack and the page tables.
 104          */
 105         secondary_data.stack = task_stack_page(idle) + THREAD_START_SP;
 106         secondary_data.pgdir = virt_to_phys(pgd);
 107         wmb();
 108
 109         /*
 110          * Now bring the CPU into our world.
 111          */
 112         ret = boot_secondary(cpu, idle);
 113         if (ret == 0) {
 114                 unsigned long timeout;
 115
 116                 /*
 117                  * CPU was successfully started, wait for it
 118                  * to come online or time out.
 119                  */
 120                 timeout = jiffies + HZ;
 121                 while (time_before(jiffies, timeout)) {
 122                         if (cpu_online(cpu))
 123                                 break;
 124
 125                         udelay(10);
 126                         barrier();
 127                 }
 128
 129                 if (!cpu_online(cpu))
 130                         ret = -EIO;
 131         }
 132
 133         secondary_data.stack = NULL;
 134         secondary_data.pgdir = 0;
 135
 136         *pmd = __pmd(0);
 137         clean_pmd_entry(pmd);
 138         pgd_free(&init_mm, pgd);
 139
 140         if (ret) {
 141                 printk(KERN_CRIT "CPU%u: processor failed to boot\n", cpu);
 142
 143                 /*
 144                  * FIXME: We need to clean up the new idle thread. --rmk
 145                  */
 146         }
 147
 148         return ret;
 149 }
 150
 151 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 152 /*
 153  * __cpu_disable runs on the processor to be shutdown.
 154  */
 155 int __cpuexit __cpu_disable(void)
 156 {
 157         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 158         struct task_struct *p;
 159         int ret;
 160
 161         ret = mach_cpu_disable(cpu);
 162         if (ret)
 163                 return ret;
 164
 165         /*
 166          * Take this CPU offline.  Once we clear this, we can't return,
 167          * and we must not schedule until we're ready to give up the cpu.
 168          */
 169         set_cpu_online(cpu, false);
 170
 171         /*
 172          * OK - migrate IRQs away from this CPU
 173          */
 174         migrate_irqs();
 175
 176         /*
 177          * Stop the local timer for this CPU.
 178          */
 179         local_timer_stop();
 180
 181         /*
 182          * Flush user cache and TLB mappings, and then remove this CPU
 183          * from the vm mask set of all processes.
 184          */
 185         flush_cache_all();
 186         local_flush_tlb_all();
 187
 188         read_lock(&tasklist_lock);
 189         for_each_process(p) {
 190                 if (p->mm)
 191                         cpu_clear(cpu, p->mm->cpu_vm_mask);
 192         }
 193         read_unlock(&tasklist_lock);
 194
 195         return 0;
 196 }
 197
 198 /*
 199  * called on the thread which is asking for a CPU to be shutdown -
 200  * waits until shutdown has completed, or it is timed out.
 201  */
 202 void __cpuexit __cpu_die(unsigned int cpu)
 203 {
 204         if (!platform_cpu_kill(cpu))
 205                 printk("CPU%u: unable to kill\n", cpu);
 206 }
 207
 208 /*
 209  * Called from the idle thread for the CPU which has been shutdown.
 210  *
 211  * Note that we disable IRQs here, but do not re-enable them
 212  * before returning to the caller. This is also the behaviour
 213  * of the other hotplug-cpu capable cores, so presumably coming
 214  * out of idle fixes this.
 215  */
 216 void __cpuexit cpu_die(void)
 217 {
 218         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 219
 220         local_irq_disable();
 221         idle_task_exit();
 222
 223         /*
 224          * actual CPU shutdown procedure is at least platform (if not
 225          * CPU) specific
 226          */
 227         platform_cpu_die(cpu);
 228
 229         /*
 230          * Do not return to the idle loop - jump back to the secondary
 231          * cpu initialisation.  There's some initialisation which needs
 232          * to be repeated to undo the effects of taking the CPU offline.
 233          */
 234         __asm__("mov    sp, %0\n"
 235         "       b       secondary_start_kernel"
 236                 :
 237                 : "r" (task_stack_page(current) + THREAD_SIZE - 8));
 238 }
 239 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
 240
 241 /*
 242  * This is the secondary CPU boot entry.  We're using this CPUs
 243  * idle thread stack, but a set of temporary page tables.
 244  */
 245 asmlinkage void __cpuinit secondary_start_kernel(void)
 246 {
 247         struct mm_struct *mm = &init_mm;
 248         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 249
 250         printk("CPU%u: Booted secondary processor\n", cpu);
 251
 252         /*
 253          * All kernel threads share the same mm context; grab a
 254          * reference and switch to it.
 255          */
 256         atomic_inc(&mm->mm_users);
 257         atomic_inc(&mm->mm_count);
 258         current->active_mm = mm;
 259         cpu_set(cpu, mm->cpu_vm_mask);
 260         cpu_switch_mm(mm->pgd, mm);
 261         enter_lazy_tlb(mm, current);
 262         local_flush_tlb_all();
 263
 264         cpu_init();
 265         preempt_disable();
 266
 267         /*
 268          * Give the platform a chance to do its own initialisation.
 269          */
 270         platform_secondary_init(cpu);
 271
 272         /*
 273          * Enable local interrupts.
 274          */
 275         notify_cpu_starting(cpu);
 276         local_irq_enable();
 277         local_fiq_enable();
 278
 279         /*
 280          * Setup the percpu timer for this CPU.
 281          */
 282         percpu_timer_setup();
 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
 290          */
 291         set_cpu_online(cpu, true);
 292
 293         /*
 294          * OK, it's off to the idle thread for us
 295          */
 296         cpu_idle();
 297 }
 298
 299 /*
 300  * Called by both boot and secondaries to move global data into
 301  * per-processor storage.
 302  */
 303 void __cpuinit smp_store_cpu_info(unsigned int cpuid)
 304 {
 305         struct cpuinfo_arm *cpu_info = &per_cpu(cpu_data, cpuid);
 306
 307         cpu_info->loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
 308 }
 309
 310 void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
 311 {
 312         int cpu;
 313         unsigned long bogosum = 0;
 314
 315         for_each_online_cpu(cpu)
 316                 bogosum += per_cpu(cpu_data, cpu).loops_per_jiffy;
 317
 318         printk(KERN_INFO "SMP: Total of %d processors activated "
 319                "(%lu.%02lu BogoMIPS).\n",
 320                num_online_cpus(),
 321                bogosum / (500000/HZ),
 322                (bogosum / (5000/HZ)) % 100);
 323 }
 324
 325 void __init smp_prepare_boot_cpu(void)
 326 {
 327         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 328
 329         per_cpu(cpu_data, cpu).idle = current;
 330 }
 331
 332 static void send_ipi_message(const struct cpumask *mask, enum ipi_msg_type msg)
 333 {
 334         unsigned long flags;
 335         unsigned int cpu;
 336
 337         local_irq_save(flags);
 338
 339         for_each_cpu(cpu, mask) {
 340                 struct ipi_data *ipi = &per_cpu(ipi_data, cpu);
 341
 342                 spin_lock(&ipi->lock);
 343                 ipi->bits |= 1 << msg;
 344                 spin_unlock(&ipi->lock);
 345         }
 346
 347         /*
 348          * Call the platform specific cross-CPU call function.
 349          */
 350         smp_cross_call(mask);
 351
 352         local_irq_restore(flags);
 353 }
 354
 355 void arch_send_call_function_ipi_mask(const struct cpumask *mask)
 356 {
 357         send_ipi_message(mask, IPI_CALL_FUNC);
 358 }
 359
 360 void arch_send_call_function_single_ipi(int cpu)
 361 {
 362         send_ipi_message(cpumask_of(cpu), IPI_CALL_FUNC_SINGLE);
 363 }
 364
 365 void show_ipi_list(struct seq_file *p)
 366 {
 367         unsigned int cpu;
 368
 369         seq_puts(p, "IPI:");
 370
 371         for_each_present_cpu(cpu)
 372                 seq_printf(p, " %10lu", per_cpu(ipi_data, cpu).ipi_count);
 373
 374         seq_putc(p, '\n');
 375 }
 376
 377 void show_local_irqs(struct seq_file *p)
 378 {
 379         unsigned int cpu;
 380
 381         seq_printf(p, "LOC: ");
 382
 383         for_each_present_cpu(cpu)
 384                 seq_printf(p, "%10u ", irq_stat[cpu].local_timer_irqs);
 385
 386         seq_putc(p, '\n');
 387 }
 388
 389 /*
 390  * Timer (local or broadcast) support
 391  */
 392 static DEFINE_PER_CPU(struct clock_event_device, percpu_clockevent);
 393
 394 static void ipi_timer(void)
 395 {
 396         struct clock_event_device *evt = &__get_cpu_var(percpu_clockevent);
 397         irq_enter();
 398         evt->event_handler(evt);
 399         irq_exit();
 400 }
 401
 402 #ifdef CONFIG_LOCAL_TIMERS
 403 asmlinkage void __exception do_local_timer(struct pt_regs *regs)
 404 {
 405         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
 406         int cpu = smp_processor_id();
 407
 408         if (local_timer_ack()) {
 409                 irq_stat[cpu].local_timer_irqs++;
 410                 ipi_timer();
 411         }
 412
 413         set_irq_regs(old_regs);
 414 }
 415 #endif
 416
 417 #ifdef CONFIG_GENERIC_CLOCKEVENTS_BROADCAST
 418 static void smp_timer_broadcast(const struct cpumask *mask)
 419 {
 420         send_ipi_message(mask, IPI_TIMER);
 421 }
 422
 423 static void broadcast_timer_set_mode(enum clock_event_mode mode,
 424         struct clock_event_device *evt)
 425 {
 426 }
 427
 428 static void local_timer_setup(struct clock_event_device *evt)
 429 {
 430         evt->name       = "dummy_timer";
 431         evt->features   = CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT |
 432                           CLOCK_EVT_FEAT_PERIODIC |
 433                           CLOCK_EVT_FEAT_DUMMY;
 434         evt->rating     = 400;
 435         evt->mult       = 1;
 436         evt->set_mode   = broadcast_timer_set_mode;
 437         evt->broadcast  = smp_timer_broadcast;
 438
 439         clockevents_register_device(evt);
 440 }
 441 #endif
 442
 443 void __cpuinit percpu_timer_setup(void)
 444 {
 445         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 446         struct clock_event_device *evt = &per_cpu(percpu_clockevent, cpu);
 447
 448         evt->cpumask = cpumask_of(cpu);
 449
 450         local_timer_setup(evt);
 451 }
 452
 453 static DEFINE_SPINLOCK(stop_lock);
 454
 455 /*
 456  * ipi_cpu_stop - handle IPI from smp_send_stop()
 457  */
 458 static void ipi_cpu_stop(unsigned int cpu)
 459 {
 460         spin_lock(&stop_lock);
 461         printk(KERN_CRIT "CPU%u: stopping\n", cpu);
 462         dump_stack();
 463         spin_unlock(&stop_lock);
 464
 465         set_cpu_online(cpu, false);
 466
 467         local_fiq_disable();
 468         local_irq_disable();
 469
 470         while (1)
 471                 cpu_relax();
 472 }
 473
 474 /*
 475  * Main handler for inter-processor interrupts
 476  *
 477  * For ARM, the ipimask now only identifies a single
 478  * category of IPI (Bit 1 IPIs have been replaced by a
 479  * different mechanism):
 480  *
 481  *  Bit 0 - Inter-processor function call
 482  */
 483 asmlinkage void __exception do_IPI(struct pt_regs *regs)
 484 {
 485         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 486         struct ipi_data *ipi = &per_cpu(ipi_data, cpu);
 487         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
 488
 489         ipi->ipi_count++;
 490
 491         for (;;) {
 492                 unsigned long msgs;
 493
 494                 spin_lock(&ipi->lock);
 495                 msgs = ipi->bits;
 496                 ipi->bits = 0;
 497                 spin_unlock(&ipi->lock);
 498
 499                 if (!msgs)
 500                         break;
 501
 502                 do {
 503                         unsigned nextmsg;
 504
 505                         nextmsg = msgs & -msgs;
 506                         msgs &= ~nextmsg;
 507                         nextmsg = ffz(~nextmsg);
 508
 509                         switch (nextmsg) {
 510                         case IPI_TIMER:
 511                                 ipi_timer();
 512                                 break;
 513
 514                         case IPI_RESCHEDULE:
 515                                 /*
 516                                  * nothing more to do - eveything is
 517                                  * done on the interrupt return path
 518                                  */
 519                                 break;
 520
 521                         case IPI_CALL_FUNC:
 522                                 generic_smp_call_function_interrupt();
 523                                 break;
 524
 525                         case IPI_CALL_FUNC_SINGLE:
 526                                 generic_smp_call_function_single_interrupt();
 527                                 break;
 528
 529                         case IPI_CPU_STOP:
 530                                 ipi_cpu_stop(cpu);
 531                                 break;
 532
 533                         default:
 534                                 printk(KERN_CRIT "CPU%u: Unknown IPI message 0x%x\n",
 535                                        cpu, nextmsg);
 536                                 break;
 537                         }
 538                 } while (msgs);
 539         }
 540
 541         set_irq_regs(old_regs);
 542 }
 543
 544 void smp_send_reschedule(int cpu)
 545 {
 546         send_ipi_message(cpumask_of(cpu), IPI_RESCHEDULE);
 547 }
 548
 549 void smp_send_stop(void)
 550 {
 551         cpumask_t mask = cpu_online_map;
 552         cpu_clear(smp_processor_id(), mask);
 553         send_ipi_message(&mask, IPI_CPU_STOP);
 554 }
 555
 556 /*
 557  * not supported here
 558  */
 559 int setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
 560 {
 561         return -EINVAL;
 562 }
 563
 564 static void
 565 on_each_cpu_mask(void (*func)(void *), void *info, int wait,
 566                 const struct cpumask *mask)
 567 {
 568         preempt_disable();
 569
 570         smp_call_function_many(mask, func, info, wait);
 571         if (cpumask_test_cpu(smp_processor_id(), mask))
 572                 func(info);
 573
 574         preempt_enable();
 575 }
 576
 577 /**********************************************************************/
 578
 579 /*
 580  * TLB operations
 581  */
 582 struct tlb_args {
 583         struct vm_area_struct *ta_vma;
 584         unsigned long ta_start;
 585         unsigned long ta_end;
 586 };
 587
 588 static inline void ipi_flush_tlb_all(void *ignored)
 589 {
 590         local_flush_tlb_all();
 591 }
 592
 593 static inline void ipi_flush_tlb_mm(void *arg)
 594 {
 595         struct mm_struct *mm = (struct mm_struct *)arg;
 596
 597         local_flush_tlb_mm(mm);
 598 }
 599
 600 static inline void ipi_flush_tlb_page(void *arg)
 601 {
 602         struct tlb_args *ta = (struct tlb_args *)arg;
 603
 604         local_flush_tlb_page(ta->ta_vma, ta->ta_start);
 605 }
 606
 607 static inline void ipi_flush_tlb_kernel_page(void *arg)
 608 {
 609         struct tlb_args *ta = (struct tlb_args *)arg;
 610
 611         local_flush_tlb_kernel_page(ta->ta_start);
 612 }
 613
 614 static inline void ipi_flush_tlb_range(void *arg)
 615 {
 616         struct tlb_args *ta = (struct tlb_args *)arg;
 617
 618         local_flush_tlb_range(ta->ta_vma, ta->ta_start, ta->ta_end);
 619 }
 620
 621 static inline void ipi_flush_tlb_kernel_range(void *arg)
 622 {
 623         struct tlb_args *ta = (struct tlb_args *)arg;
 624
 625         local_flush_tlb_kernel_range(ta->ta_start, ta->ta_end);
 626 }
 627
 628 void flush_tlb_all(void)
 629 {
 630         on_each_cpu(ipi_flush_tlb_all, NULL, 1);
 631 }
 632
 633 void flush_tlb_mm(struct mm_struct *mm)
 634 {
 635         on_each_cpu_mask(ipi_flush_tlb_mm, mm, 1, &mm->cpu_vm_mask);
 636 }
 637
 638 void flush_tlb_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long uaddr)
 639 {
 640         struct tlb_args ta;
 641
 642         ta.ta_vma = vma;
 643         ta.ta_start = uaddr;
 644
 645         on_each_cpu_mask(ipi_flush_tlb_page, &ta, 1, &vma->vm_mm->cpu_vm_mask);
 646 }
 647
 648 void flush_tlb_kernel_page(unsigned long kaddr)
 649 {
 650         struct tlb_args ta;
 651
 652         ta.ta_start = kaddr;
 653
 654         on_each_cpu(ipi_flush_tlb_kernel_page, &ta, 1);
 655 }
 656
 657 void flush_tlb_range(struct vm_area_struct *vma,
 658                      unsigned long start, unsigned long end)
 659 {
 660         struct tlb_args ta;
 661
 662         ta.ta_vma = vma;
 663         ta.ta_start = start;
 664         ta.ta_end = end;
 665
 666         on_each_cpu_mask(ipi_flush_tlb_range, &ta, 1, &vma->vm_mm->cpu_vm_mask);
 667 }
 668
 669 void flush_tlb_kernel_range(unsigned long start, unsigned long end)
 670 {
 671         struct tlb_args ta;
 672
 673         ta.ta_start = start;
 674         ta.ta_end = end;
 675
 676         on_each_cpu(ipi_flush_tlb_kernel_range, &ta, 1);
 677 }