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
  26 #include <asm/atomic.h>
  27 #include <asm/cacheflush.h>
  28 #include <asm/cpu.h>
  29 #include <asm/mmu_context.h>
  30 #include <asm/pgtable.h>
  31 #include <asm/pgalloc.h>
  32 #include <asm/processor.h>
  33 #include <asm/tlbflush.h>
  34 #include <asm/ptrace.h>
  35
  36 /*
  37  * bitmask of present and online CPUs.
  38  * The present bitmask indicates that the CPU is physically present.
  39  * The online bitmask indicates that the CPU is up and running.
  40  */
  41 cpumask_t cpu_possible_map;
  42 EXPORT_SYMBOL(cpu_possible_map);
  43 cpumask_t cpu_online_map;
  44 EXPORT_SYMBOL(cpu_online_map);
  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 /*
  54  * structures for inter-processor calls
  55  * - A collection of single bit ipi messages.
  56  */
  57 struct ipi_data {
  58         spinlock_t lock;
  59         unsigned long ipi_count;
  60         unsigned long bits;
  61 };
  62
  63 static DEFINE_PER_CPU(struct ipi_data, ipi_data) = {
  64         .lock   = SPIN_LOCK_UNLOCKED,
  65 };
  66
  67 enum ipi_msg_type {
  68         IPI_TIMER,
  69         IPI_RESCHEDULE,
  70         IPI_CALL_FUNC,
  71         IPI_CALL_FUNC_SINGLE,
  72         IPI_CPU_STOP,
  73 };
  74
  75 int __cpuinit __cpu_up(unsigned int cpu)
  76 {
  77         struct cpuinfo_arm *ci = &per_cpu(cpu_data, cpu);
  78         struct task_struct *idle = ci->idle;
  79         pgd_t *pgd;
  80         pmd_t *pmd;
  81         int ret;
  82
  83         /*
  84          * Spawn a new process manually, if not already done.
  85          * Grab a pointer to its task struct so we can mess with it
  86          */
  87         if (!idle) {
  88                 idle = fork_idle(cpu);
  89                 if (IS_ERR(idle)) {
  90                         printk(KERN_ERR "CPU%u: fork() failed\n", cpu);
  91                         return PTR_ERR(idle);
  92                 }
  93                 ci->idle = idle;
  94         }
  95
  96         /*
  97          * Allocate initial page tables to allow the new CPU to
  98          * enable the MMU safely.  This essentially means a set
  99          * of our "standard" page tables, with the addition of
 100          * a 1:1 mapping for the physical address of the kernel.
 101          */
 102         pgd = pgd_alloc(&init_mm);
 103         pmd = pmd_offset(pgd, PHYS_OFFSET);
 104         *pmd = __pmd((PHYS_OFFSET & PGDIR_MASK) |
 105                      PMD_TYPE_SECT | PMD_SECT_AP_WRITE);
 106
 107         /*
 108          * We need to tell the secondary core where to find
 109          * its stack and the page tables.
 110          */
 111         secondary_data.stack = task_stack_page(idle) + THREAD_START_SP;
 112         secondary_data.pgdir = virt_to_phys(pgd);
 113         wmb();
 114
 115         /*
 116          * Now bring the CPU into our world.
 117          */
 118         ret = boot_secondary(cpu, idle);
 119         if (ret == 0) {
 120                 unsigned long timeout;
 121
 122                 /*
 123                  * CPU was successfully started, wait for it
 124                  * to come online or time out.
 125                  */
 126                 timeout = jiffies + HZ;
 127                 while (time_before(jiffies, timeout)) {
 128                         if (cpu_online(cpu))
 129                                 break;
 130
 131                         udelay(10);
 132                         barrier();
 133                 }
 134
 135                 if (!cpu_online(cpu))
 136                         ret = -EIO;
 137         }
 138
 139         secondary_data.stack = NULL;
 140         secondary_data.pgdir = 0;
 141
 142         *pmd_offset(pgd, PHYS_OFFSET) = __pmd(0);
 143         pgd_free(&init_mm, pgd);
 144
 145         if (ret) {
 146                 printk(KERN_CRIT "CPU%u: processor failed to boot\n", cpu);
 147
 148                 /*
 149                  * FIXME: We need to clean up the new idle thread. --rmk
 150                  */
 151         }
 152
 153         return ret;
 154 }
 155
 156 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 157 /*
 158  * __cpu_disable runs on the processor to be shutdown.
 159  */
 160 int __cpuexit __cpu_disable(void)
 161 {
 162         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 163         struct task_struct *p;
 164         int ret;
 165
 166         ret = mach_cpu_disable(cpu);
 167         if (ret)
 168                 return ret;
 169
 170         /*
 171          * Take this CPU offline.  Once we clear this, we can't return,
 172          * and we must not schedule until we're ready to give up the cpu.
 173          */
 174         cpu_clear(cpu, cpu_online_map);
 175
 176         /*
 177          * OK - migrate IRQs away from this CPU
 178          */
 179         migrate_irqs();
 180
 181         /*
 182          * Stop the local timer for this CPU.
 183          */
 184         local_timer_stop(cpu);
 185
 186         /*
 187          * Flush user cache and TLB mappings, and then remove this CPU
 188          * from the vm mask set of all processes.
 189          */
 190         flush_cache_all();
 191         local_flush_tlb_all();
 192
 193         read_lock(&tasklist_lock);
 194         for_each_process(p) {
 195                 if (p->mm)
 196                         cpu_clear(cpu, p->mm->cpu_vm_mask);
 197         }
 198         read_unlock(&tasklist_lock);
 199
 200         return 0;
 201 }
 202
 203 /*
 204  * called on the thread which is asking for a CPU to be shutdown -
 205  * waits until shutdown has completed, or it is timed out.
 206  */
 207 void __cpuexit __cpu_die(unsigned int cpu)
 208 {
 209         if (!platform_cpu_kill(cpu))
 210                 printk("CPU%u: unable to kill\n", cpu);
 211 }
 212
 213 /*
 214  * Called from the idle thread for the CPU which has been shutdown.
 215  *
 216  * Note that we disable IRQs here, but do not re-enable them
 217  * before returning to the caller. This is also the behaviour
 218  * of the other hotplug-cpu capable cores, so presumably coming
 219  * out of idle fixes this.
 220  */
 221 void __cpuexit cpu_die(void)
 222 {
 223         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 224
 225         local_irq_disable();
 226         idle_task_exit();
 227
 228         /*
 229          * actual CPU shutdown procedure is at least platform (if not
 230          * CPU) specific
 231          */
 232         platform_cpu_die(cpu);
 233
 234         /*
 235          * Do not return to the idle loop - jump back to the secondary
 236          * cpu initialisation.  There's some initialisation which needs
 237          * to be repeated to undo the effects of taking the CPU offline.
 238          */
 239         __asm__("mov    sp, %0\n"
 240         "       b       secondary_start_kernel"
 241                 :
 242                 : "r" (task_stack_page(current) + THREAD_SIZE - 8));
 243 }
 244 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
 245
 246 /*
 247  * This is the secondary CPU boot entry.  We're using this CPUs
 248  * idle thread stack, but a set of temporary page tables.
 249  */
 250 asmlinkage void __cpuinit secondary_start_kernel(void)
 251 {
 252         struct mm_struct *mm = &init_mm;
 253         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 254
 255         printk("CPU%u: Booted secondary processor\n", cpu);
 256
 257         /*
 258          * All kernel threads share the same mm context; grab a
 259          * reference and switch to it.
 260          */
 261         atomic_inc(&mm->mm_users);
 262         atomic_inc(&mm->mm_count);
 263         current->active_mm = mm;
 264         cpu_set(cpu, mm->cpu_vm_mask);
 265         cpu_switch_mm(mm->pgd, mm);
 266         enter_lazy_tlb(mm, current);
 267         local_flush_tlb_all();
 268
 269         cpu_init();
 270         preempt_disable();
 271
 272         /*
 273          * Give the platform a chance to do its own initialisation.
 274          */
 275         platform_secondary_init(cpu);
 276
 277         /*
 278          * Enable local interrupts.
 279          */
 280         local_irq_enable();
 281         local_fiq_enable();
 282
 283         /*
 284          * Setup local timer for this CPU.
 285          */
 286         local_timer_setup(cpu);
 287
 288         calibrate_delay();
 289
 290         smp_store_cpu_info(cpu);
 291
 292         /*
 293          * OK, now it's safe to let the boot CPU continue
 294          */
 295         cpu_set(cpu, cpu_online_map);
 296
 297         /*
 298          * OK, it's off to the idle thread for us
 299          */
 300         cpu_idle();
 301 }
 302
 303 /*
 304  * Called by both boot and secondaries to move global data into
 305  * per-processor storage.
 306  */
 307 void __cpuinit smp_store_cpu_info(unsigned int cpuid)
 308 {
 309         struct cpuinfo_arm *cpu_info = &per_cpu(cpu_data, cpuid);
 310
 311         cpu_info->loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
 312 }
 313
 314 void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
 315 {
 316         int cpu;
 317         unsigned long bogosum = 0;
 318
 319         for_each_online_cpu(cpu)
 320                 bogosum += per_cpu(cpu_data, cpu).loops_per_jiffy;
 321
 322         printk(KERN_INFO "SMP: Total of %d processors activated "
 323                "(%lu.%02lu BogoMIPS).\n",
 324                num_online_cpus(),
 325                bogosum / (500000/HZ),
 326                (bogosum / (5000/HZ)) % 100);
 327 }
 328
 329 void __init smp_prepare_boot_cpu(void)
 330 {
 331         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 332
 333         per_cpu(cpu_data, cpu).idle = current;
 334 }
 335
 336 static void send_ipi_message(cpumask_t callmap, enum ipi_msg_type msg)
 337 {
 338         unsigned long flags;
 339         unsigned int cpu;
 340
 341         local_irq_save(flags);
 342
 343         for_each_cpu_mask(cpu, callmap) {
 344                 struct ipi_data *ipi = &per_cpu(ipi_data, cpu);
 345
 346                 spin_lock(&ipi->lock);
 347                 ipi->bits |= 1 << msg;
 348                 spin_unlock(&ipi->lock);
 349         }
 350
 351         /*
 352          * Call the platform specific cross-CPU call function.
 353          */
 354         smp_cross_call(callmap);
 355
 356         local_irq_restore(flags);
 357 }
 358
 359 void arch_send_call_function_ipi(cpumask_t mask)
 360 {
 361         send_ipi_message(mask, IPI_CALL_FUNC);
 362 }
 363
 364 void arch_send_call_function_single_ipi(int cpu)
 365 {
 366         send_ipi_message(cpumask_of_cpu(cpu), IPI_CALL_FUNC_SINGLE);
 367 }
 368
 369 void show_ipi_list(struct seq_file *p)
 370 {
 371         unsigned int cpu;
 372
 373         seq_puts(p, "IPI:");
 374
 375         for_each_present_cpu(cpu)
 376                 seq_printf(p, " %10lu", per_cpu(ipi_data, cpu).ipi_count);
 377
 378         seq_putc(p, '\n');
 379 }
 380
 381 void show_local_irqs(struct seq_file *p)
 382 {
 383         unsigned int cpu;
 384
 385         seq_printf(p, "LOC: ");
 386
 387         for_each_present_cpu(cpu)
 388                 seq_printf(p, "%10u ", irq_stat[cpu].local_timer_irqs);
 389
 390         seq_putc(p, '\n');
 391 }
 392
 393 static void ipi_timer(void)
 394 {
 395         irq_enter();
 396         local_timer_interrupt();
 397         irq_exit();
 398 }
 399
 400 #ifdef CONFIG_LOCAL_TIMERS
 401 asmlinkage void __exception do_local_timer(struct pt_regs *regs)
 402 {
 403         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
 404         int cpu = smp_processor_id();
 405
 406         if (local_timer_ack()) {
 407                 irq_stat[cpu].local_timer_irqs++;
 408                 ipi_timer();
 409         }
 410
 411         set_irq_regs(old_regs);
 412 }
 413 #endif
 414
 415 static DEFINE_SPINLOCK(stop_lock);
 416
 417 /*
 418  * ipi_cpu_stop - handle IPI from smp_send_stop()
 419  */
 420 static void ipi_cpu_stop(unsigned int cpu)
 421 {
 422         spin_lock(&stop_lock);
 423         printk(KERN_CRIT "CPU%u: stopping\n", cpu);
 424         dump_stack();
 425         spin_unlock(&stop_lock);
 426
 427         cpu_clear(cpu, cpu_online_map);
 428
 429         local_fiq_disable();
 430         local_irq_disable();
 431
 432         while (1)
 433                 cpu_relax();
 434 }
 435
 436 /*
 437  * Main handler for inter-processor interrupts
 438  *
 439  * For ARM, the ipimask now only identifies a single
 440  * category of IPI (Bit 1 IPIs have been replaced by a
 441  * different mechanism):
 442  *
 443  *  Bit 0 - Inter-processor function call
 444  */
 445 asmlinkage void __exception do_IPI(struct pt_regs *regs)
 446 {
 447         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 448         struct ipi_data *ipi = &per_cpu(ipi_data, cpu);
 449         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
 450
 451         ipi->ipi_count++;
 452
 453         for (;;) {
 454                 unsigned long msgs;
 455
 456                 spin_lock(&ipi->lock);
 457                 msgs = ipi->bits;
 458                 ipi->bits = 0;
 459                 spin_unlock(&ipi->lock);
 460
 461                 if (!msgs)
 462                         break;
 463
 464                 do {
 465                         unsigned nextmsg;
 466
 467                         nextmsg = msgs & -msgs;
 468                         msgs &= ~nextmsg;
 469                         nextmsg = ffz(~nextmsg);
 470
 471                         switch (nextmsg) {
 472                         case IPI_TIMER:
 473                                 ipi_timer();
 474                                 break;
 475
 476                         case IPI_RESCHEDULE:
 477                                 /*
 478                                  * nothing more to do - eveything is
 479                                  * done on the interrupt return path
 480                                  */
 481                                 break;
 482
 483                         case IPI_CALL_FUNC:
 484                                 generic_smp_call_function_interrupt();
 485                                 break;
 486
 487                         case IPI_CALL_FUNC_SINGLE:
 488                                 generic_smp_call_function_single_interrupt();
 489                                 break;
 490
 491                         case IPI_CPU_STOP:
 492                                 ipi_cpu_stop(cpu);
 493                                 break;
 494
 495                         default:
 496                                 printk(KERN_CRIT "CPU%u: Unknown IPI message 0x%x\n",
 497                                        cpu, nextmsg);
 498                                 break;
 499                         }
 500                 } while (msgs);
 501         }
 502
 503         set_irq_regs(old_regs);
 504 }
 505
 506 void smp_send_reschedule(int cpu)
 507 {
 508         send_ipi_message(cpumask_of_cpu(cpu), IPI_RESCHEDULE);
 509 }
 510
 511 void smp_send_timer(void)
 512 {
 513         cpumask_t mask = cpu_online_map;
 514         cpu_clear(smp_processor_id(), mask);
 515         send_ipi_message(mask, IPI_TIMER);
 516 }
 517
 518 void smp_timer_broadcast(cpumask_t mask)
 519 {
 520         send_ipi_message(mask, IPI_TIMER);
 521 }
 522
 523 void smp_send_stop(void)
 524 {
 525         cpumask_t mask = cpu_online_map;
 526         cpu_clear(smp_processor_id(), mask);
 527         send_ipi_message(mask, IPI_CPU_STOP);
 528 }
 529
 530 /*
 531  * not supported here
 532  */
 533 int setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
 534 {
 535         return -EINVAL;
 536 }
 537
 538 static int
 539 on_each_cpu_mask(void (*func)(void *), void *info, int wait, cpumask_t mask)
 540 {
 541         int ret = 0;
 542
 543         preempt_disable();
 544
 545         ret = smp_call_function_mask(mask, func, info, wait);
 546         if (cpu_isset(smp_processor_id(), mask))
 547                 func(info);
 548
 549         preempt_enable();
 550
 551         return ret;
 552 }
 553
 554 /**********************************************************************/
 555
 556 /*
 557  * TLB operations
 558  */
 559 struct tlb_args {
 560         struct vm_area_struct *ta_vma;
 561         unsigned long ta_start;
 562         unsigned long ta_end;
 563 };
 564
 565 static inline void ipi_flush_tlb_all(void *ignored)
 566 {
 567         local_flush_tlb_all();
 568 }
 569
 570 static inline void ipi_flush_tlb_mm(void *arg)
 571 {
 572         struct mm_struct *mm = (struct mm_struct *)arg;
 573
 574         local_flush_tlb_mm(mm);
 575 }
 576
 577 static inline void ipi_flush_tlb_page(void *arg)
 578 {
 579         struct tlb_args *ta = (struct tlb_args *)arg;
 580
 581         local_flush_tlb_page(ta->ta_vma, ta->ta_start);
 582 }
 583
 584 static inline void ipi_flush_tlb_kernel_page(void *arg)
 585 {
 586         struct tlb_args *ta = (struct tlb_args *)arg;
 587
 588         local_flush_tlb_kernel_page(ta->ta_start);
 589 }
 590
 591 static inline void ipi_flush_tlb_range(void *arg)
 592 {
 593         struct tlb_args *ta = (struct tlb_args *)arg;
 594
 595         local_flush_tlb_range(ta->ta_vma, ta->ta_start, ta->ta_end);
 596 }
 597
 598 static inline void ipi_flush_tlb_kernel_range(void *arg)
 599 {
 600         struct tlb_args *ta = (struct tlb_args *)arg;
 601
 602         local_flush_tlb_kernel_range(ta->ta_start, ta->ta_end);
 603 }
 604
 605 void flush_tlb_all(void)
 606 {
 607         on_each_cpu(ipi_flush_tlb_all, NULL, 1);
 608 }
 609
 610 void flush_tlb_mm(struct mm_struct *mm)
 611 {
 612         cpumask_t mask = mm->cpu_vm_mask;
 613
 614         on_each_cpu_mask(ipi_flush_tlb_mm, mm, 1, mask);
 615 }
 616
 617 void flush_tlb_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long uaddr)
 618 {
 619         cpumask_t mask = vma->vm_mm->cpu_vm_mask;
 620         struct tlb_args ta;
 621
 622         ta.ta_vma = vma;
 623         ta.ta_start = uaddr;
 624
 625         on_each_cpu_mask(ipi_flush_tlb_page, &ta, 1, mask);
 626 }
 627
 628 void flush_tlb_kernel_page(unsigned long kaddr)
 629 {
 630         struct tlb_args ta;
 631
 632         ta.ta_start = kaddr;
 633
 634         on_each_cpu(ipi_flush_tlb_kernel_page, &ta, 1);
 635 }
 636
 637 void flush_tlb_range(struct vm_area_struct *vma,
 638                      unsigned long start, unsigned long end)
 639 {
 640         cpumask_t mask = vma->vm_mm->cpu_vm_mask;
 641         struct tlb_args ta;
 642
 643         ta.ta_vma = vma;
 644         ta.ta_start = start;
 645         ta.ta_end = end;
 646
 647         on_each_cpu_mask(ipi_flush_tlb_range, &ta, 1, mask);
 648 }
 649
 650 void flush_tlb_kernel_range(unsigned long start, unsigned long end)
 651 {
 652         struct tlb_args ta;
 653
 654         ta.ta_start = start;
 655         ta.ta_end = end;
 656
 657         on_each_cpu(ipi_flush_tlb_kernel_range, &ta, 1);
 658 }