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/ftrace.h>
  20 #include <linux/mm.h>
  21 #include <linux/err.h>
  22 #include <linux/cpu.h>
  23 #include <linux/smp.h>
  24 #include <linux/seq_file.h>
  25 #include <linux/irq.h>
  26 #include <linux/percpu.h>
  27 #include <linux/clockchips.h>
  28 #include <linux/completion.h>
  29
  30 #include <asm/atomic.h>
  31 #include <asm/cacheflush.h>
  32 #include <asm/cpu.h>
  33 #include <asm/cputype.h>
  34 #include <asm/mmu_context.h>
  35 #include <asm/pgtable.h>
  36 #include <asm/pgalloc.h>
  37 #include <asm/processor.h>
  38 #include <asm/sections.h>
  39 #include <asm/tlbflush.h>
  40 #include <asm/ptrace.h>
  41 #include <asm/localtimer.h>
  42
  43 /*
  44  * as from 2.5, kernels no longer have an init_tasks structure
  45  * so we need some other way of telling a new secondary core
  46  * where to place its SVC stack
  47  */
  48 struct secondary_data secondary_data;
  49
  50 enum ipi_msg_type {
  51         IPI_TIMER = 2,
  52         IPI_RESCHEDULE,
  53         IPI_CALL_FUNC,
  54         IPI_CALL_FUNC_SINGLE,
  55         IPI_CPU_STOP,
  56 };
  57
  58 int __cpuinit __cpu_up(unsigned int cpu)
  59 {
  60         struct cpuinfo_arm *ci = &per_cpu(cpu_data, cpu);
  61         struct task_struct *idle = ci->idle;
  62         pgd_t *pgd;
  63         int ret;
  64
  65         /*
  66          * Spawn a new process manually, if not already done.
  67          * Grab a pointer to its task struct so we can mess with it
  68          */
  69         if (!idle) {
  70                 idle = fork_idle(cpu);
  71                 if (IS_ERR(idle)) {
  72                         printk(KERN_ERR "CPU%u: fork() failed\n", cpu);
  73                         return PTR_ERR(idle);
  74                 }
  75                 ci->idle = idle;
  76         } else {
  77                 /*
  78                  * Since this idle thread is being re-used, call
  79                  * init_idle() to reinitialize the thread structure.
  80                  */
  81                 init_idle(idle, cpu);
  82         }
  83
  84         /*
  85          * Allocate initial page tables to allow the new CPU to
  86          * enable the MMU safely.  This essentially means a set
  87          * of our "standard" page tables, with the addition of
  88          * a 1:1 mapping for the physical address of the kernel.
  89          */
  90         pgd = pgd_alloc(&init_mm);
  91         if (!pgd)
  92                 return -ENOMEM;
  93
  94         if (PHYS_OFFSET != PAGE_OFFSET) {
  95 #ifndef CONFIG_HOTPLUG_CPU
  96                 identity_mapping_add(pgd, __pa(__init_begin), __pa(__init_end));
  97 #endif
  98                 identity_mapping_add(pgd, __pa(_stext), __pa(_etext));
  99                 identity_mapping_add(pgd, __pa(_sdata), __pa(_edata));
 100         }
 101
 102         /*
 103          * We need to tell the secondary core where to find
 104          * its stack and the page tables.
 105          */
 106         secondary_data.stack = task_stack_page(idle) + THREAD_START_SP;
 107         secondary_data.pgdir = virt_to_phys(pgd);
 108         __cpuc_flush_dcache_area(&secondary_data, sizeof(secondary_data));
 109         outer_clean_range(__pa(&secondary_data), __pa(&secondary_data + 1));
 110
 111         /*
 112          * Now bring the CPU into our world.
 113          */
 114         ret = boot_secondary(cpu, idle);
 115         if (ret == 0) {
 116                 unsigned long timeout;
 117
 118                 /*
 119                  * CPU was successfully started, wait for it
 120                  * to come online or time out.
 121                  */
 122                 timeout = jiffies + HZ;
 123                 while (time_before(jiffies, timeout)) {
 124                         if (cpu_online(cpu))
 125                                 break;
 126
 127                         udelay(10);
 128                         barrier();
 129                 }
 130
 131                 if (!cpu_online(cpu)) {
 132                         pr_crit("CPU%u: failed to come online\n", cpu);
 133                         ret = -EIO;
 134                 }
 135         } else {
 136                 pr_err("CPU%u: failed to boot: %d\n", cpu, ret);
 137         }
 138
 139         secondary_data.stack = NULL;
 140         secondary_data.pgdir = 0;
 141
 142         if (PHYS_OFFSET != PAGE_OFFSET) {
 143 #ifndef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 144                 identity_mapping_del(pgd, __pa(__init_begin), __pa(__init_end));
 145 #endif
 146                 identity_mapping_del(pgd, __pa(_stext), __pa(_etext));
 147                 identity_mapping_del(pgd, __pa(_sdata), __pa(_edata));
 148         }
 149
 150         pgd_free(&init_mm, pgd);
 151
 152         return ret;
 153 }
 154
 155 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 156 static void percpu_timer_stop(void);
 157
 158 /*
 159  * __cpu_disable runs on the processor to be shutdown.
 160  */
 161 int __cpu_disable(void)
 162 {
 163         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 164         struct task_struct *p;
 165         int ret;
 166
 167         ret = platform_cpu_disable(cpu);
 168         if (ret)
 169                 return ret;
 170
 171         /*
 172          * Take this CPU offline.  Once we clear this, we can't return,
 173          * and we must not schedule until we're ready to give up the cpu.
 174          */
 175         set_cpu_online(cpu, false);
 176
 177         /*
 178          * OK - migrate IRQs away from this CPU
 179          */
 180         migrate_irqs();
 181
 182         /*
 183          * Stop the local timer for this CPU.
 184          */
 185         percpu_timer_stop();
 186
 187         /*
 188          * Flush user cache and TLB mappings, and then remove this CPU
 189          * from the vm mask set of all processes.
 190          */
 191         flush_cache_all();
 192         local_flush_tlb_all();
 193
 194         read_lock(&tasklist_lock);
 195         for_each_process(p) {
 196                 if (p->mm)
 197                         cpumask_clear_cpu(cpu, mm_cpumask(p->mm));
 198         }
 199         read_unlock(&tasklist_lock);
 200
 201         return 0;
 202 }
 203
 204 static DECLARE_COMPLETION(cpu_died);
 205
 206 /*
 207  * called on the thread which is asking for a CPU to be shutdown -
 208  * waits until shutdown has completed, or it is timed out.
 209  */
 210 void __cpu_die(unsigned int cpu)
 211 {
 212         if (!wait_for_completion_timeout(&cpu_died, msecs_to_jiffies(5000))) {
 213                 pr_err("CPU%u: cpu didn't die\n", cpu);
 214                 return;
 215         }
 216         printk(KERN_NOTICE "CPU%u: shutdown\n", cpu);
 217
 218         if (!platform_cpu_kill(cpu))
 219                 printk("CPU%u: unable to kill\n", cpu);
 220 }
 221
 222 /*
 223  * Called from the idle thread for the CPU which has been shutdown.
 224  *
 225  * Note that we disable IRQs here, but do not re-enable them
 226  * before returning to the caller. This is also the behaviour
 227  * of the other hotplug-cpu capable cores, so presumably coming
 228  * out of idle fixes this.
 229  */
 230 void __ref cpu_die(void)
 231 {
 232         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 233
 234         idle_task_exit();
 235
 236         local_irq_disable();
 237         mb();
 238
 239         /* Tell __cpu_die() that this CPU is now safe to dispose of */
 240         complete(&cpu_died);
 241
 242         /*
 243          * actual CPU shutdown procedure is at least platform (if not
 244          * CPU) specific.
 245          */
 246         platform_cpu_die(cpu);
 247
 248         /*
 249          * Do not return to the idle loop - jump back to the secondary
 250          * cpu initialisation.  There's some initialisation which needs
 251          * to be repeated to undo the effects of taking the CPU offline.
 252          */
 253         __asm__("mov    sp, %0\n"
 254         "       mov     fp, #0\n"
 255         "       b       secondary_start_kernel"
 256                 :
 257                 : "r" (task_stack_page(current) + THREAD_SIZE - 8));
 258 }
 259 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
 260
 261 /*
 262  * Called by both boot and secondaries to move global data into
 263  * per-processor storage.
 264  */
 265 static void __cpuinit smp_store_cpu_info(unsigned int cpuid)
 266 {
 267         struct cpuinfo_arm *cpu_info = &per_cpu(cpu_data, cpuid);
 268
 269         cpu_info->loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
 270 }
 271
 272 /*
 273  * This is the secondary CPU boot entry.  We're using this CPUs
 274  * idle thread stack, but a set of temporary page tables.
 275  */
 276 asmlinkage void __cpuinit secondary_start_kernel(void)
 277 {
 278         struct mm_struct *mm = &init_mm;
 279         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 280
 281         printk("CPU%u: Booted secondary processor\n", cpu);
 282
 283         /*
 284          * All kernel threads share the same mm context; grab a
 285          * reference and switch to it.
 286          */
 287         atomic_inc(&mm->mm_count);
 288         current->active_mm = mm;
 289         cpumask_set_cpu(cpu, mm_cpumask(mm));
 290         cpu_switch_mm(mm->pgd, mm);
 291         enter_lazy_tlb(mm, current);
 292         local_flush_tlb_all();
 293
 294         cpu_init();
 295         preempt_disable();
 296         trace_hardirqs_off();
 297
 298         /*
 299          * Give the platform a chance to do its own initialisation.
 300          */
 301         platform_secondary_init(cpu);
 302
 303         /*
 304          * Enable local interrupts.
 305          */
 306         notify_cpu_starting(cpu);
 307         local_irq_enable();
 308         local_fiq_enable();
 309
 310         /*
 311          * Setup the percpu timer for this CPU.
 312          */
 313         percpu_timer_setup();
 314
 315         calibrate_delay();
 316
 317         smp_store_cpu_info(cpu);
 318
 319         /*
 320          * OK, now it's safe to let the boot CPU continue
 321          */
 322         set_cpu_online(cpu, true);
 323
 324         /*
 325          * OK, it's off to the idle thread for us
 326          */
 327         cpu_idle();
 328 }
 329
 330 void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
 331 {
 332         int cpu;
 333         unsigned long bogosum = 0;
 334
 335         for_each_online_cpu(cpu)
 336                 bogosum += per_cpu(cpu_data, cpu).loops_per_jiffy;
 337
 338         printk(KERN_INFO "SMP: Total of %d processors activated "
 339                "(%lu.%02lu BogoMIPS).\n",
 340                num_online_cpus(),
 341                bogosum / (500000/HZ),
 342                (bogosum / (5000/HZ)) % 100);
 343 }
 344
 345 void __init smp_prepare_boot_cpu(void)
 346 {
 347         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 348
 349         per_cpu(cpu_data, cpu).idle = current;
 350 }
 351
 352 void __init smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
 353 {
 354         unsigned int ncores = num_possible_cpus();
 355
 356         smp_store_cpu_info(smp_processor_id());
 357
 358         /*
 359          * are we trying to boot more cores than exist?
 360          */
 361         if (max_cpus > ncores)
 362                 max_cpus = ncores;
 363
 364         if (max_cpus > 1) {
 365                 /*
 366                  * Enable the local timer or broadcast device for the
 367                  * boot CPU, but only if we have more than one CPU.
 368                  */
 369                 percpu_timer_setup();
 370
 371                 /*
 372                  * Initialise the SCU if there are more than one CPU
 373                  * and let them know where to start.
 374                  */
 375                 platform_smp_prepare_cpus(max_cpus);
 376         }
 377 }
 378
 379 void arch_send_call_function_ipi_mask(const struct cpumask *mask)
 380 {
 381         smp_cross_call(mask, IPI_CALL_FUNC);
 382 }
 383
 384 void arch_send_call_function_single_ipi(int cpu)
 385 {
 386         smp_cross_call(cpumask_of(cpu), IPI_CALL_FUNC_SINGLE);
 387 }
 388
 389 static const char *ipi_types[NR_IPI] = {
 390 #define S(x,s)  [x - IPI_TIMER] = s
 391         S(IPI_TIMER, "Timer broadcast interrupts"),
 392         S(IPI_RESCHEDULE, "Rescheduling interrupts"),
 393         S(IPI_CALL_FUNC, "Function call interrupts"),
 394         S(IPI_CALL_FUNC_SINGLE, "Single function call interrupts"),
 395         S(IPI_CPU_STOP, "CPU stop interrupts"),
 396 };
 397
 398 void show_ipi_list(struct seq_file *p, int prec)
 399 {
 400         unsigned int cpu, i;
 401
 402         for (i = 0; i < NR_IPI; i++) {
 403                 seq_printf(p, "%*s%u: ", prec - 1, "IPI", i);
 404
 405                 for_each_present_cpu(cpu)
 406                         seq_printf(p, "%10u ",
 407                                    __get_irq_stat(cpu, ipi_irqs[i]));
 408
 409                 seq_printf(p, " %s\n", ipi_types[i]);
 410         }
 411 }
 412
 413 u64 smp_irq_stat_cpu(unsigned int cpu)
 414 {
 415         u64 sum = 0;
 416         int i;
 417
 418         for (i = 0; i < NR_IPI; i++)
 419                 sum += __get_irq_stat(cpu, ipi_irqs[i]);
 420
 421 #ifdef CONFIG_LOCAL_TIMERS
 422         sum += __get_irq_stat(cpu, local_timer_irqs);
 423 #endif
 424
 425         return sum;
 426 }
 427
 428 /*
 429  * Timer (local or broadcast) support
 430  */
 431 static DEFINE_PER_CPU(struct clock_event_device, percpu_clockevent);
 432
 433 static void ipi_timer(void)
 434 {
 435         struct clock_event_device *evt = &__get_cpu_var(percpu_clockevent);
 436         irq_enter();
 437         evt->event_handler(evt);
 438         irq_exit();
 439 }
 440
 441 #ifdef CONFIG_LOCAL_TIMERS
 442 asmlinkage void __exception_irq_entry do_local_timer(struct pt_regs *regs)
 443 {
 444         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
 445         int cpu = smp_processor_id();
 446
 447         if (local_timer_ack()) {
 448                 __inc_irq_stat(cpu, local_timer_irqs);
 449                 ipi_timer();
 450         }
 451
 452         set_irq_regs(old_regs);
 453 }
 454
 455 void show_local_irqs(struct seq_file *p, int prec)
 456 {
 457         unsigned int cpu;
 458
 459         seq_printf(p, "%*s: ", prec, "LOC");
 460
 461         for_each_present_cpu(cpu)
 462                 seq_printf(p, "%10u ", __get_irq_stat(cpu, local_timer_irqs));
 463
 464         seq_printf(p, " Local timer interrupts\n");
 465 }
 466 #endif
 467
 468 #ifdef CONFIG_GENERIC_CLOCKEVENTS_BROADCAST
 469 static void smp_timer_broadcast(const struct cpumask *mask)
 470 {
 471         smp_cross_call(mask, IPI_TIMER);
 472 }
 473 #else
 474 #define smp_timer_broadcast     NULL
 475 #endif
 476
 477 static void broadcast_timer_set_mode(enum clock_event_mode mode,
 478         struct clock_event_device *evt)
 479 {
 480 }
 481
 482 static void broadcast_timer_setup(struct clock_event_device *evt)
 483 {
 484         evt->name       = "dummy_timer";
 485         evt->features   = CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT |
 486                           CLOCK_EVT_FEAT_PERIODIC |
 487                           CLOCK_EVT_FEAT_DUMMY;
 488         evt->rating     = 400;
 489         evt->mult       = 1;
 490         evt->set_mode   = broadcast_timer_set_mode;
 491
 492         clockevents_register_device(evt);
 493 }
 494
 495 void __cpuinit percpu_timer_setup(void)
 496 {
 497         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 498         struct clock_event_device *evt = &per_cpu(percpu_clockevent, cpu);
 499
 500         evt->cpumask = cpumask_of(cpu);
 501         evt->broadcast = smp_timer_broadcast;
 502
 503         if (local_timer_setup(evt))
 504                 broadcast_timer_setup(evt);
 505 }
 506
 507 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 508 /*
 509  * The generic clock events code purposely does not stop the local timer
 510  * on CPU_DEAD/CPU_DEAD_FROZEN hotplug events, so we have to do it
 511  * manually here.
 512  */
 513 static void percpu_timer_stop(void)
 514 {
 515         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 516         struct clock_event_device *evt = &per_cpu(percpu_clockevent, cpu);
 517
 518         evt->set_mode(CLOCK_EVT_MODE_UNUSED, evt);
 519 }
 520 #endif
 521
 522 static DEFINE_SPINLOCK(stop_lock);
 523
 524 /*
 525  * ipi_cpu_stop - handle IPI from smp_send_stop()
 526  */
 527 static void ipi_cpu_stop(unsigned int cpu)
 528 {
 529         if (system_state == SYSTEM_BOOTING ||
 530             system_state == SYSTEM_RUNNING) {
 531                 spin_lock(&stop_lock);
 532                 printk(KERN_CRIT "CPU%u: stopping\n", cpu);
 533                 dump_stack();
 534                 spin_unlock(&stop_lock);
 535         }
 536
 537         set_cpu_online(cpu, false);
 538
 539         local_fiq_disable();
 540         local_irq_disable();
 541
 542         while (1)
 543                 cpu_relax();
 544 }
 545
 546 /*
 547  * Main handler for inter-processor interrupts
 548  */
 549 asmlinkage void __exception_irq_entry do_IPI(int ipinr, struct pt_regs *regs)
 550 {
 551         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 552         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
 553
 554         if (ipinr >= IPI_TIMER && ipinr < IPI_TIMER + NR_IPI)
 555                 __inc_irq_stat(cpu, ipi_irqs[ipinr - IPI_TIMER]);
 556
 557         switch (ipinr) {
 558         case IPI_TIMER:
 559                 ipi_timer();
 560                 break;
 561
 562         case IPI_RESCHEDULE:
 563                 /*
 564                  * nothing more to do - eveything is
 565                  * done on the interrupt return path
 566                  */
 567                 break;
 568
 569         case IPI_CALL_FUNC:
 570                 generic_smp_call_function_interrupt();
 571                 break;
 572
 573         case IPI_CALL_FUNC_SINGLE:
 574                 generic_smp_call_function_single_interrupt();
 575                 break;
 576
 577         case IPI_CPU_STOP:
 578                 ipi_cpu_stop(cpu);
 579                 break;
 580
 581         default:
 582                 printk(KERN_CRIT "CPU%u: Unknown IPI message 0x%x\n",
 583                        cpu, ipinr);
 584                 break;
 585         }
 586         set_irq_regs(old_regs);
 587 }
 588
 589 void smp_send_reschedule(int cpu)
 590 {
 591         smp_cross_call(cpumask_of(cpu), IPI_RESCHEDULE);
 592 }
 593
 594 void smp_send_stop(void)
 595 {
 596         unsigned long timeout;
 597
 598         if (num_online_cpus() > 1) {
 599                 cpumask_t mask = cpu_online_map;
 600                 cpu_clear(smp_processor_id(), mask);
 601
 602                 smp_cross_call(&mask, IPI_CPU_STOP);
 603         }
 604
 605         /* Wait up to one second for other CPUs to stop */
 606         timeout = USEC_PER_SEC;
 607         while (num_online_cpus() > 1 && timeout--)
 608                 udelay(1);
 609
 610         if (num_online_cpus() > 1)
 611                 pr_warning("SMP: failed to stop secondary CPUs\n");
 612 }
 613
 614 /*
 615  * not supported here
 616  */
 617 int setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
 618 {
 619         return -EINVAL;
 620 }