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/config.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/cpu.h>
  21 #include <linux/smp.h>
  22 #include <linux/seq_file.h>
  23
  24 #include <asm/atomic.h>
  25 #include <asm/cacheflush.h>
  26 #include <asm/cpu.h>
  27 #include <asm/mmu_context.h>
  28 #include <asm/pgtable.h>
  29 #include <asm/pgalloc.h>
  30 #include <asm/processor.h>
  31 #include <asm/tlbflush.h>
  32 #include <asm/ptrace.h>
  33
  34 /*
  35  * bitmask of present and online CPUs.
  36  * The present bitmask indicates that the CPU is physically present.
  37  * The online bitmask indicates that the CPU is up and running.
  38  */
  39 cpumask_t cpu_present_mask;
  40 cpumask_t cpu_online_map;
  41
  42 /*
  43  * as from 2.5, kernels no longer have an init_tasks structure
  44  * so we need some other way of telling a new secondary core
  45  * where to place its SVC stack
  46  */
  47 struct secondary_data secondary_data;
  48
  49 /*
  50  * structures for inter-processor calls
  51  * - A collection of single bit ipi messages.
  52  */
  53 struct ipi_data {
  54         spinlock_t lock;
  55         unsigned long ipi_count;
  56         unsigned long bits;
  57 };
  58
  59 static DEFINE_PER_CPU(struct ipi_data, ipi_data) = {
  60         .lock   = SPIN_LOCK_UNLOCKED,
  61 };
  62
  63 enum ipi_msg_type {
  64         IPI_TIMER,
  65         IPI_RESCHEDULE,
  66         IPI_CALL_FUNC,
  67         IPI_CPU_STOP,
  68 };
  69
  70 struct smp_call_struct {
  71         void (*func)(void *info);
  72         void *info;
  73         int wait;
  74         cpumask_t pending;
  75         cpumask_t unfinished;
  76 };
  77
  78 static struct smp_call_struct * volatile smp_call_function_data;
  79 static DEFINE_SPINLOCK(smp_call_function_lock);
  80
  81 int __init __cpu_up(unsigned int cpu)
  82 {
  83         struct task_struct *idle;
  84         pgd_t *pgd;
  85         pmd_t *pmd;
  86         int ret;
  87
  88         /*
  89          * Spawn a new process manually.  Grab a pointer to
  90          * its task struct so we can mess with it
  91          */
  92         idle = fork_idle(cpu);
  93         if (IS_ERR(idle)) {
  94                 printk(KERN_ERR "CPU%u: fork() failed\n", cpu);
  95                 return PTR_ERR(idle);
  96         }
  97
  98         /*
  99          * Allocate initial page tables to allow the new CPU to
 100          * enable the MMU safely.  This essentially means a set
 101          * of our "standard" page tables, with the addition of
 102          * a 1:1 mapping for the physical address of the kernel.
 103          */
 104         pgd = pgd_alloc(&init_mm);
 105         pmd = pmd_offset(pgd, PHYS_OFFSET);
 106         *pmd = __pmd((PHYS_OFFSET & PGDIR_MASK) |
 107                      PMD_TYPE_SECT | PMD_SECT_AP_WRITE);
 108
 109         /*
 110          * We need to tell the secondary core where to find
 111          * its stack and the page tables.
 112          */
 113         secondary_data.stack = (void *)idle->thread_info + THREAD_SIZE - 8;
 114         secondary_data.pgdir = virt_to_phys(pgd);
 115         wmb();
 116
 117         /*
 118          * Now bring the CPU into our world.
 119          */
 120         ret = boot_secondary(cpu, idle);
 121         if (ret == 0) {
 122                 unsigned long timeout;
 123
 124                 /*
 125                  * CPU was successfully started, wait for it
 126                  * to come online or time out.
 127                  */
 128                 timeout = jiffies + HZ;
 129                 while (time_before(jiffies, timeout)) {
 130                         if (cpu_online(cpu))
 131                                 break;
 132
 133                         udelay(10);
 134                         barrier();
 135                 }
 136
 137                 if (!cpu_online(cpu))
 138                         ret = -EIO;
 139         }
 140
 141         secondary_data.stack = 0;
 142         secondary_data.pgdir = 0;
 143
 144         *pmd_offset(pgd, PHYS_OFFSET) = __pmd(0);
 145         pgd_free(pgd);
 146
 147         if (ret) {
 148                 printk(KERN_CRIT "CPU%u: processor failed to boot\n", cpu);
 149
 150                 /*
 151                  * FIXME: We need to clean up the new idle thread. --rmk
 152                  */
 153         }
 154
 155         return ret;
 156 }
 157
 158 /*
 159  * This is the secondary CPU boot entry.  We're using this CPUs
 160  * idle thread stack, but a set of temporary page tables.
 161  */
 162 asmlinkage void __init secondary_start_kernel(void)
 163 {
 164         struct mm_struct *mm = &init_mm;
 165         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 166
 167         printk("CPU%u: Booted secondary processor\n", cpu);
 168
 169         /*
 170          * All kernel threads share the same mm context; grab a
 171          * reference and switch to it.
 172          */
 173         atomic_inc(&mm->mm_users);
 174         atomic_inc(&mm->mm_count);
 175         current->active_mm = mm;
 176         cpu_set(cpu, mm->cpu_vm_mask);
 177         cpu_switch_mm(mm->pgd, mm);
 178         enter_lazy_tlb(mm, current);
 179
 180         cpu_init();
 181
 182         /*
 183          * Give the platform a chance to do its own initialisation.
 184          */
 185         platform_secondary_init(cpu);
 186
 187         /*
 188          * Enable local interrupts.
 189          */
 190         local_irq_enable();
 191         local_fiq_enable();
 192
 193         calibrate_delay();
 194
 195         smp_store_cpu_info(cpu);
 196
 197         /*
 198          * OK, now it's safe to let the boot CPU continue
 199          */
 200         cpu_set(cpu, cpu_online_map);
 201
 202         /*
 203          * OK, it's off to the idle thread for us
 204          */
 205         cpu_idle();
 206 }
 207
 208 /*
 209  * Called by both boot and secondaries to move global data into
 210  * per-processor storage.
 211  */
 212 void __init smp_store_cpu_info(unsigned int cpuid)
 213 {
 214         struct cpuinfo_arm *cpu_info = &per_cpu(cpu_data, cpuid);
 215
 216         cpu_info->loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
 217 }
 218
 219 void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
 220 {
 221         int cpu;
 222         unsigned long bogosum = 0;
 223
 224         for_each_online_cpu(cpu)
 225                 bogosum += per_cpu(cpu_data, cpu).loops_per_jiffy;
 226
 227         printk(KERN_INFO "SMP: Total of %d processors activated "
 228                "(%lu.%02lu BogoMIPS).\n",
 229                num_online_cpus(),
 230                bogosum / (500000/HZ),
 231                (bogosum / (5000/HZ)) % 100);
 232 }
 233
 234 void __init smp_prepare_boot_cpu(void)
 235 {
 236         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 237
 238         cpu_set(cpu, cpu_present_mask);
 239         cpu_set(cpu, cpu_online_map);
 240 }
 241
 242 static void send_ipi_message(cpumask_t callmap, enum ipi_msg_type msg)
 243 {
 244         unsigned long flags;
 245         unsigned int cpu;
 246
 247         local_irq_save(flags);
 248
 249         for_each_cpu_mask(cpu, callmap) {
 250                 struct ipi_data *ipi = &per_cpu(ipi_data, cpu);
 251
 252                 spin_lock(&ipi->lock);
 253                 ipi->bits |= 1 << msg;
 254                 spin_unlock(&ipi->lock);
 255         }
 256
 257         /*
 258          * Call the platform specific cross-CPU call function.
 259          */
 260         smp_cross_call(callmap);
 261
 262         local_irq_restore(flags);
 263 }
 264
 265 /*
 266  * You must not call this function with disabled interrupts, from a
 267  * hardware interrupt handler, nor from a bottom half handler.
 268  */
 269 int smp_call_function_on_cpu(void (*func)(void *info), void *info, int retry,
 270                              int wait, cpumask_t callmap)
 271 {
 272         struct smp_call_struct data;
 273         unsigned long timeout;
 274         int ret = 0;
 275
 276         data.func = func;
 277         data.info = info;
 278         data.wait = wait;
 279
 280         cpu_clear(smp_processor_id(), callmap);
 281         if (cpus_empty(callmap))
 282                 goto out;
 283
 284         data.pending = callmap;
 285         if (wait)
 286                 data.unfinished = callmap;
 287
 288         /*
 289          * try to get the mutex on smp_call_function_data
 290          */
 291         spin_lock(&smp_call_function_lock);
 292         smp_call_function_data = &data;
 293
 294         send_ipi_message(callmap, IPI_CALL_FUNC);
 295
 296         timeout = jiffies + HZ;
 297         while (!cpus_empty(data.pending) && time_before(jiffies, timeout))
 298                 barrier();
 299
 300         /*
 301          * did we time out?
 302          */
 303         if (!cpus_empty(data.pending)) {
 304                 /*
 305                  * this may be causing our panic - report it
 306                  */
 307                 printk(KERN_CRIT
 308                        "CPU%u: smp_call_function timeout for %p(%p)\n"
 309                        "      callmap %lx pending %lx, %swait\n",
 310                        smp_processor_id(), func, info, callmap, data.pending,
 311                        wait ? "" : "no ");
 312
 313                 /*
 314                  * TRACE
 315                  */
 316                 timeout = jiffies + (5 * HZ);
 317                 while (!cpus_empty(data.pending) && time_before(jiffies, timeout))
 318                         barrier();
 319
 320                 if (cpus_empty(data.pending))
 321                         printk(KERN_CRIT "     RESOLVED\n");
 322                 else
 323                         printk(KERN_CRIT "     STILL STUCK\n");
 324         }
 325
 326         /*
 327          * whatever happened, we're done with the data, so release it
 328          */
 329         smp_call_function_data = NULL;
 330         spin_unlock(&smp_call_function_lock);
 331
 332         if (!cpus_empty(data.pending)) {
 333                 ret = -ETIMEDOUT;
 334                 goto out;
 335         }
 336
 337         if (wait)
 338                 while (!cpus_empty(data.unfinished))
 339                         barrier();
 340  out:
 341
 342         return 0;
 343 }
 344
 345 int smp_call_function(void (*func)(void *info), void *info, int retry,
 346                       int wait)
 347 {
 348         return smp_call_function_on_cpu(func, info, retry, wait,
 349                                         cpu_online_map);
 350 }
 351
 352 void show_ipi_list(struct seq_file *p)
 353 {
 354         unsigned int cpu;
 355
 356         seq_puts(p, "IPI:");
 357
 358         for_each_online_cpu(cpu)
 359                 seq_printf(p, " %10lu", per_cpu(ipi_data, cpu).ipi_count);
 360
 361         seq_putc(p, '\n');
 362 }
 363
 364 static void ipi_timer(struct pt_regs *regs)
 365 {
 366         int user = user_mode(regs);
 367
 368         irq_enter();
 369         profile_tick(CPU_PROFILING, regs);
 370         update_process_times(user);
 371         irq_exit();
 372 }
 373
 374 /*
 375  * ipi_call_function - handle IPI from smp_call_function()
 376  *
 377  * Note that we copy data out of the cross-call structure and then
 378  * let the caller know that we're here and have done with their data
 379  */
 380 static void ipi_call_function(unsigned int cpu)
 381 {
 382         struct smp_call_struct *data = smp_call_function_data;
 383         void (*func)(void *info) = data->func;
 384         void *info = data->info;
 385         int wait = data->wait;
 386
 387         cpu_clear(cpu, data->pending);
 388
 389         func(info);
 390
 391         if (wait)
 392                 cpu_clear(cpu, data->unfinished);
 393 }
 394
 395 static DEFINE_SPINLOCK(stop_lock);
 396
 397 /*
 398  * ipi_cpu_stop - handle IPI from smp_send_stop()
 399  */
 400 static void ipi_cpu_stop(unsigned int cpu)
 401 {
 402         spin_lock(&stop_lock);
 403         printk(KERN_CRIT "CPU%u: stopping\n", cpu);
 404         dump_stack();
 405         spin_unlock(&stop_lock);
 406
 407         cpu_clear(cpu, cpu_online_map);
 408
 409         local_fiq_disable();
 410         local_irq_disable();
 411
 412         while (1)
 413                 cpu_relax();
 414 }
 415
 416 /*
 417  * Main handler for inter-processor interrupts
 418  *
 419  * For ARM, the ipimask now only identifies a single
 420  * category of IPI (Bit 1 IPIs have been replaced by a
 421  * different mechanism):
 422  *
 423  *  Bit 0 - Inter-processor function call
 424  */
 425 void do_IPI(struct pt_regs *regs)
 426 {
 427         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 428         struct ipi_data *ipi = &per_cpu(ipi_data, cpu);
 429
 430         ipi->ipi_count++;
 431
 432         for (;;) {
 433                 unsigned long msgs;
 434
 435                 spin_lock(&ipi->lock);
 436                 msgs = ipi->bits;
 437                 ipi->bits = 0;
 438                 spin_unlock(&ipi->lock);
 439
 440                 if (!msgs)
 441                         break;
 442
 443                 do {
 444                         unsigned nextmsg;
 445
 446                         nextmsg = msgs & -msgs;
 447                         msgs &= ~nextmsg;
 448                         nextmsg = ffz(~nextmsg);
 449
 450                         switch (nextmsg) {
 451                         case IPI_TIMER:
 452                                 ipi_timer(regs);
 453                                 break;
 454
 455                         case IPI_RESCHEDULE:
 456                                 /*
 457                                  * nothing more to do - eveything is
 458                                  * done on the interrupt return path
 459                                  */
 460                                 break;
 461
 462                         case IPI_CALL_FUNC:
 463                                 ipi_call_function(cpu);
 464                                 break;
 465
 466                         case IPI_CPU_STOP:
 467                                 ipi_cpu_stop(cpu);
 468                                 break;
 469
 470                         default:
 471                                 printk(KERN_CRIT "CPU%u: Unknown IPI message 0x%x\n",
 472                                        cpu, nextmsg);
 473                                 break;
 474                         }
 475                 } while (msgs);
 476         }
 477 }
 478
 479 void smp_send_reschedule(int cpu)
 480 {
 481         send_ipi_message(cpumask_of_cpu(cpu), IPI_RESCHEDULE);
 482 }
 483
 484 void smp_send_timer(void)
 485 {
 486         cpumask_t mask = cpu_online_map;
 487         cpu_clear(smp_processor_id(), mask);
 488         send_ipi_message(mask, IPI_TIMER);
 489 }
 490
 491 void smp_send_stop(void)
 492 {
 493         cpumask_t mask = cpu_online_map;
 494         cpu_clear(smp_processor_id(), mask);
 495         send_ipi_message(mask, IPI_CPU_STOP);
 496 }
 497
 498 /*
 499  * not supported here
 500  */
 501 int __init setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
 502 {
 503         return -EINVAL;
 504 }