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 int __cpu_logical_map[NR_CPUS];
 237
 238 void __init smp_setup_processor_id(void)
 239 {
 240         int i;
 241         u32 cpu = is_smp() ? read_cpuid_mpidr() & 0xff : 0;
 242
 243         cpu_logical_map(0) = cpu;
 244         for (i = 1; i < NR_CPUS; ++i)
 245                 cpu_logical_map(i) = i == cpu ? 0 : i;
 246
 247         printk(KERN_INFO "Booting Linux on physical CPU %d\n", cpu);
 248 }
 249
 250 /*
 251  * Called by both boot and secondaries to move global data into
 252  * per-processor storage.
 253  */
 254 static void __cpuinit smp_store_cpu_info(unsigned int cpuid)
 255 {
 256         struct cpuinfo_arm *cpu_info = &per_cpu(cpu_data, cpuid);
 257
 258         cpu_info->loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
 259
 260         store_cpu_topology(cpuid);
 261 }
 262
 263 /*
 264  * This is the secondary CPU boot entry.  We're using this CPUs
 265  * idle thread stack, but a set of temporary page tables.
 266  */
 267 asmlinkage void __cpuinit secondary_start_kernel(void)
 268 {
 269         struct mm_struct *mm = &init_mm;
 270         unsigned int cpu;
 271
 272         /*
 273          * The identity mapping is uncached (strongly ordered), so
 274          * switch away from it before attempting any exclusive accesses.
 275          */
 276         cpu_switch_mm(mm->pgd, mm);
 277         enter_lazy_tlb(mm, current);
 278         local_flush_tlb_all();
 279
 280         /*
 281          * All kernel threads share the same mm context; grab a
 282          * reference and switch to it.
 283          */
 284         cpu = smp_processor_id();
 285         atomic_inc(&mm->mm_count);
 286         current->active_mm = mm;
 287         cpumask_set_cpu(cpu, mm_cpumask(mm));
 288
 289         printk("CPU%u: Booted secondary processor\n", cpu);
 290
 291         cpu_init();
 292         preempt_disable();
 293         trace_hardirqs_off();
 294
 295         /*
 296          * Give the platform a chance to do its own initialisation.
 297          */
 298         platform_secondary_init(cpu);
 299
 300         notify_cpu_starting(cpu);
 301
 302         calibrate_delay();
 303
 304         smp_store_cpu_info(cpu);
 305
 306         /*
 307          * OK, now it's safe to let the boot CPU continue.  Wait for
 308          * the CPU migration code to notice that the CPU is online
 309          * before we continue.
 310          */
 311         set_cpu_online(cpu, true);
 312
 313         /*
 314          * Setup the percpu timer for this CPU.
 315          */
 316         percpu_timer_setup();
 317
 318         while (!cpu_active(cpu))
 319                 cpu_relax();
 320
 321         /*
 322          * cpu_active bit is set, so it's safe to enalbe interrupts
 323          * now.
 324          */
 325         local_irq_enable();
 326         local_fiq_enable();
 327
 328         /*
 329          * OK, it's off to the idle thread for us
 330          */
 331         cpu_idle();
 332 }
 333
 334 void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
 335 {
 336         int cpu;
 337         unsigned long bogosum = 0;
 338
 339         for_each_online_cpu(cpu)
 340                 bogosum += per_cpu(cpu_data, cpu).loops_per_jiffy;
 341
 342         printk(KERN_INFO "SMP: Total of %d processors activated "
 343                "(%lu.%02lu BogoMIPS).\n",
 344                num_online_cpus(),
 345                bogosum / (500000/HZ),
 346                (bogosum / (5000/HZ)) % 100);
 347 }
 348
 349 void __init smp_prepare_boot_cpu(void)
 350 {
 351         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 352
 353         per_cpu(cpu_data, cpu).idle = current;
 354 }
 355
 356 void __init smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
 357 {
 358         unsigned int ncores = num_possible_cpus();
 359
 360         init_cpu_topology();
 361
 362         smp_store_cpu_info(smp_processor_id());
 363
 364         /*
 365          * are we trying to boot more cores than exist?
 366          */
 367         if (max_cpus > ncores)
 368                 max_cpus = ncores;
 369         if (ncores > 1 && max_cpus) {
 370                 /*
 371                  * Enable the local timer or broadcast device for the
 372                  * boot CPU, but only if we have more than one CPU.
 373                  */
 374                 percpu_timer_setup();
 375
 376                 /*
 377                  * Initialise the present map, which describes the set of CPUs
 378                  * actually populated at the present time. A platform should
 379                  * re-initialize the map in platform_smp_prepare_cpus() if
 380                  * present != possible (e.g. physical hotplug).
 381                  */
 382                 init_cpu_present(&cpu_possible_map);
 383
 384                 /*
 385                  * Initialise the SCU if there are more than one CPU
 386                  * and let them know where to start.
 387                  */
 388                 platform_smp_prepare_cpus(max_cpus);
 389         }
 390 }
 391
 392 static void (*smp_cross_call)(const struct cpumask *, unsigned int);
 393
 394 void __init set_smp_cross_call(void (*fn)(const struct cpumask *, unsigned int))
 395 {
 396         smp_cross_call = fn;
 397 }
 398
 399 void arch_send_call_function_ipi_mask(const struct cpumask *mask)
 400 {
 401         smp_cross_call(mask, IPI_CALL_FUNC);
 402 }
 403
 404 void arch_send_call_function_single_ipi(int cpu)
 405 {
 406         smp_cross_call(cpumask_of(cpu), IPI_CALL_FUNC_SINGLE);
 407 }
 408
 409 static const char *ipi_types[NR_IPI] = {
 410 #define S(x,s)  [x - IPI_TIMER] = s
 411         S(IPI_TIMER, "Timer broadcast interrupts"),
 412         S(IPI_RESCHEDULE, "Rescheduling interrupts"),
 413         S(IPI_CALL_FUNC, "Function call interrupts"),
 414         S(IPI_CALL_FUNC_SINGLE, "Single function call interrupts"),
 415         S(IPI_CPU_STOP, "CPU stop interrupts"),
 416 };
 417
 418 void show_ipi_list(struct seq_file *p, int prec)
 419 {
 420         unsigned int cpu, i;
 421
 422         for (i = 0; i < NR_IPI; i++) {
 423                 seq_printf(p, "%*s%u: ", prec - 1, "IPI", i);
 424
 425                 for_each_present_cpu(cpu)
 426                         seq_printf(p, "%10u ",
 427                                    __get_irq_stat(cpu, ipi_irqs[i]));
 428
 429                 seq_printf(p, " %s\n", ipi_types[i]);
 430         }
 431 }
 432
 433 u64 smp_irq_stat_cpu(unsigned int cpu)
 434 {
 435         u64 sum = 0;
 436         int i;
 437
 438         for (i = 0; i < NR_IPI; i++)
 439                 sum += __get_irq_stat(cpu, ipi_irqs[i]);
 440
 441         return sum;
 442 }
 443
 444 /*
 445  * Timer (local or broadcast) support
 446  */
 447 static DEFINE_PER_CPU(struct clock_event_device, percpu_clockevent);
 448
 449 static void ipi_timer(void)
 450 {
 451         struct clock_event_device *evt = &__get_cpu_var(percpu_clockevent);
 452         evt->event_handler(evt);
 453 }
 454
 455 #ifdef CONFIG_GENERIC_CLOCKEVENTS_BROADCAST
 456 static void smp_timer_broadcast(const struct cpumask *mask)
 457 {
 458         smp_cross_call(mask, IPI_TIMER);
 459 }
 460 #else
 461 #define smp_timer_broadcast     NULL
 462 #endif
 463
 464 static void broadcast_timer_set_mode(enum clock_event_mode mode,
 465         struct clock_event_device *evt)
 466 {
 467 }
 468
 469 static void __cpuinit broadcast_timer_setup(struct clock_event_device *evt)
 470 {
 471         evt->name       = "dummy_timer";
 472         evt->features   = CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT |
 473                           CLOCK_EVT_FEAT_PERIODIC |
 474                           CLOCK_EVT_FEAT_DUMMY;
 475         evt->rating     = 400;
 476         evt->mult       = 1;
 477         evt->set_mode   = broadcast_timer_set_mode;
 478
 479         clockevents_register_device(evt);
 480 }
 481
 482 void __cpuinit percpu_timer_setup(void)
 483 {
 484         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 485         struct clock_event_device *evt = &per_cpu(percpu_clockevent, cpu);
 486
 487         evt->cpumask = cpumask_of(cpu);
 488         evt->broadcast = smp_timer_broadcast;
 489
 490         if (local_timer_setup(evt))
 491                 broadcast_timer_setup(evt);
 492 }
 493
 494 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 495 /*
 496  * The generic clock events code purposely does not stop the local timer
 497  * on CPU_DEAD/CPU_DEAD_FROZEN hotplug events, so we have to do it
 498  * manually here.
 499  */
 500 static void percpu_timer_stop(void)
 501 {
 502         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 503         struct clock_event_device *evt = &per_cpu(percpu_clockevent, cpu);
 504
 505         local_timer_stop(evt);
 506 }
 507 #endif
 508
 509 static DEFINE_RAW_SPINLOCK(stop_lock);
 510
 511 /*
 512  * ipi_cpu_stop - handle IPI from smp_send_stop()
 513  */
 514 static void ipi_cpu_stop(unsigned int cpu)
 515 {
 516         if (system_state == SYSTEM_BOOTING ||
 517             system_state == SYSTEM_RUNNING) {
 518                 raw_spin_lock(&stop_lock);
 519                 printk(KERN_CRIT "CPU%u: stopping\n", cpu);
 520                 dump_stack();
 521                 raw_spin_unlock(&stop_lock);
 522         }
 523
 524         set_cpu_online(cpu, false);
 525
 526         local_fiq_disable();
 527         local_irq_disable();
 528
 529 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 530         platform_cpu_kill(cpu);
 531 #endif
 532
 533         while (1)
 534                 cpu_relax();
 535 }
 536
 537 /*
 538  * Main handler for inter-processor interrupts
 539  */
 540 asmlinkage void __exception_irq_entry do_IPI(int ipinr, struct pt_regs *regs)
 541 {
 542         handle_IPI(ipinr, regs);
 543 }
 544
 545 void handle_IPI(int ipinr, struct pt_regs *regs)
 546 {
 547         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 548         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
 549
 550         if (ipinr >= IPI_TIMER && ipinr < IPI_TIMER + NR_IPI)
 551                 __inc_irq_stat(cpu, ipi_irqs[ipinr - IPI_TIMER]);
 552
 553         switch (ipinr) {
 554         case IPI_TIMER:
 555                 irq_enter();
 556                 ipi_timer();
 557                 irq_exit();
 558                 break;
 559
 560         case IPI_RESCHEDULE:
 561                 scheduler_ipi();
 562                 break;
 563
 564         case IPI_CALL_FUNC:
 565                 irq_enter();
 566                 generic_smp_call_function_interrupt();
 567                 irq_exit();
 568                 break;
 569
 570         case IPI_CALL_FUNC_SINGLE:
 571                 irq_enter();
 572                 generic_smp_call_function_single_interrupt();
 573                 irq_exit();
 574                 break;
 575
 576         case IPI_CPU_STOP:
 577                 irq_enter();
 578                 ipi_cpu_stop(cpu);
 579                 irq_exit();
 580                 break;
 581
 582         default:
 583                 printk(KERN_CRIT "CPU%u: Unknown IPI message 0x%x\n",
 584                        cpu, ipinr);
 585                 break;
 586         }
 587         set_irq_regs(old_regs);
 588 }
 589
 590 void smp_send_reschedule(int cpu)
 591 {
 592         smp_cross_call(cpumask_of(cpu), IPI_RESCHEDULE);
 593 }
 594
 595 void smp_send_stop(void)
 596 {
 597         unsigned long timeout;
 598
 599         if (num_online_cpus() > 1) {
 600                 cpumask_t mask = cpu_online_map;
 601                 cpu_clear(smp_processor_id(), mask);
 602
 603                 smp_cross_call(&mask, IPI_CPU_STOP);
 604         }
 605
 606         /* Wait up to one second for other CPUs to stop */
 607         timeout = USEC_PER_SEC;
 608         while (num_online_cpus() > 1 && timeout--)
 609                 udelay(1);
 610
 611         if (num_online_cpus() > 1)
 612                 pr_warning("SMP: failed to stop secondary CPUs\n");
 613 }
 614
 615 /*
 616  * not supported here
 617  */
 618 int setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
 619 {
 620         return -EINVAL;
 621 }