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 static DECLARE_COMPLETION(cpu_running);
  62
  63 int __cpuinit __cpu_up(unsigned int cpu, struct task_struct *idle)
  64 {
  65         int ret;
  66
  67         /*
  68          * We need to tell the secondary core where to find
  69          * its stack and the page tables.
  70          */
  71         secondary_data.stack = task_stack_page(idle) + THREAD_START_SP;
  72         secondary_data.pgdir = virt_to_phys(idmap_pgd);
  73         secondary_data.swapper_pg_dir = virt_to_phys(swapper_pg_dir);
  74         __cpuc_flush_dcache_area(&secondary_data, sizeof(secondary_data));
  75         outer_clean_range(__pa(&secondary_data), __pa(&secondary_data + 1));
  76
  77         /*
  78          * Now bring the CPU into our world.
  79          */
  80         ret = boot_secondary(cpu, idle);
  81         if (ret == 0) {
  82                 /*
  83                  * CPU was successfully started, wait for it
  84                  * to come online or time out.
  85                  */
  86                 wait_for_completion_timeout(&cpu_running,
  87                                                  msecs_to_jiffies(1000));
  88
  89                 if (!cpu_online(cpu)) {
  90                         pr_crit("CPU%u: failed to come online\n", cpu);
  91                         ret = -EIO;
  92                 }
  93         } else {
  94                 pr_err("CPU%u: failed to boot: %d\n", cpu, ret);
  95         }
  96
  97         secondary_data.stack = NULL;
  98         secondary_data.pgdir = 0;
  99
 100         return ret;
 101 }
 102
 103 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 104 static void percpu_timer_stop(void);
 105
 106 /*
 107  * __cpu_disable runs on the processor to be shutdown.
 108  */
 109 int __cpu_disable(void)
 110 {
 111         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 112         int ret;
 113
 114         ret = platform_cpu_disable(cpu);
 115         if (ret)
 116                 return ret;
 117
 118         /*
 119          * Take this CPU offline.  Once we clear this, we can't return,
 120          * and we must not schedule until we're ready to give up the cpu.
 121          */
 122         set_cpu_online(cpu, false);
 123
 124         /*
 125          * OK - migrate IRQs away from this CPU
 126          */
 127         migrate_irqs();
 128
 129         /*
 130          * Stop the local timer for this CPU.
 131          */
 132         percpu_timer_stop();
 133
 134         /*
 135          * Flush user cache and TLB mappings, and then remove this CPU
 136          * from the vm mask set of all processes.
 137          */
 138         flush_cache_all();
 139         local_flush_tlb_all();
 140
 141         clear_tasks_mm_cpumask(cpu);
 142
 143         return 0;
 144 }
 145
 146 static DECLARE_COMPLETION(cpu_died);
 147
 148 /*
 149  * called on the thread which is asking for a CPU to be shutdown -
 150  * waits until shutdown has completed, or it is timed out.
 151  */
 152 void __cpu_die(unsigned int cpu)
 153 {
 154         if (!wait_for_completion_timeout(&cpu_died, msecs_to_jiffies(5000))) {
 155                 pr_err("CPU%u: cpu didn't die\n", cpu);
 156                 return;
 157         }
 158         printk(KERN_NOTICE "CPU%u: shutdown\n", cpu);
 159
 160         if (!platform_cpu_kill(cpu))
 161                 printk("CPU%u: unable to kill\n", cpu);
 162 }
 163
 164 /*
 165  * Called from the idle thread for the CPU which has been shutdown.
 166  *
 167  * Note that we disable IRQs here, but do not re-enable them
 168  * before returning to the caller. This is also the behaviour
 169  * of the other hotplug-cpu capable cores, so presumably coming
 170  * out of idle fixes this.
 171  */
 172 void __ref cpu_die(void)
 173 {
 174         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 175
 176         idle_task_exit();
 177
 178         local_irq_disable();
 179         mb();
 180
 181         /* Tell __cpu_die() that this CPU is now safe to dispose of */
 182         RCU_NONIDLE(complete(&cpu_died));
 183
 184         /*
 185          * actual CPU shutdown procedure is at least platform (if not
 186          * CPU) specific.
 187          */
 188         platform_cpu_die(cpu);
 189
 190         /*
 191          * Do not return to the idle loop - jump back to the secondary
 192          * cpu initialisation.  There's some initialisation which needs
 193          * to be repeated to undo the effects of taking the CPU offline.
 194          */
 195         __asm__("mov    sp, %0\n"
 196         "       mov     fp, #0\n"
 197         "       b       secondary_start_kernel"
 198                 :
 199                 : "r" (task_stack_page(current) + THREAD_SIZE - 8));
 200 }
 201 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
 202
 203 /*
 204  * Called by both boot and secondaries to move global data into
 205  * per-processor storage.
 206  */
 207 static void __cpuinit smp_store_cpu_info(unsigned int cpuid)
 208 {
 209         struct cpuinfo_arm *cpu_info = &per_cpu(cpu_data, cpuid);
 210
 211         cpu_info->loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
 212
 213         store_cpu_topology(cpuid);
 214 }
 215
 216 static void percpu_timer_setup(void);
 217
 218 /*
 219  * This is the secondary CPU boot entry.  We're using this CPUs
 220  * idle thread stack, but a set of temporary page tables.
 221  */
 222 asmlinkage void __cpuinit secondary_start_kernel(void)
 223 {
 224         struct mm_struct *mm = &init_mm;
 225         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 226
 227         /*
 228          * All kernel threads share the same mm context; grab a
 229          * reference and switch to it.
 230          */
 231         atomic_inc(&mm->mm_count);
 232         current->active_mm = mm;
 233         cpumask_set_cpu(cpu, mm_cpumask(mm));
 234         cpu_switch_mm(mm->pgd, mm);
 235         enter_lazy_tlb(mm, current);
 236         local_flush_tlb_all();
 237
 238         printk("CPU%u: Booted secondary processor\n", cpu);
 239
 240         cpu_init();
 241         preempt_disable();
 242         trace_hardirqs_off();
 243
 244         /*
 245          * Give the platform a chance to do its own initialisation.
 246          */
 247         platform_secondary_init(cpu);
 248
 249         notify_cpu_starting(cpu);
 250
 251         calibrate_delay();
 252
 253         smp_store_cpu_info(cpu);
 254
 255         /*
 256          * OK, now it's safe to let the boot CPU continue.  Wait for
 257          * the CPU migration code to notice that the CPU is online
 258          * before we continue - which happens after __cpu_up returns.
 259          */
 260         set_cpu_online(cpu, true);
 261         complete(&cpu_running);
 262
 263         /*
 264          * Setup the percpu timer for this CPU.
 265          */
 266         percpu_timer_setup();
 267
 268         local_irq_enable();
 269         local_fiq_enable();
 270
 271         /*
 272          * OK, it's off to the idle thread for us
 273          */
 274         cpu_idle();
 275 }
 276
 277 void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
 278 {
 279         int cpu;
 280         unsigned long bogosum = 0;
 281
 282         for_each_online_cpu(cpu)
 283                 bogosum += per_cpu(cpu_data, cpu).loops_per_jiffy;
 284
 285         printk(KERN_INFO "SMP: Total of %d processors activated "
 286                "(%lu.%02lu BogoMIPS).\n",
 287                num_online_cpus(),
 288                bogosum / (500000/HZ),
 289                (bogosum / (5000/HZ)) % 100);
 290 }
 291
 292 void __init smp_prepare_boot_cpu(void)
 293 {
 294 }
 295
 296 void __init smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
 297 {
 298         unsigned int ncores = num_possible_cpus();
 299
 300         init_cpu_topology();
 301
 302         smp_store_cpu_info(smp_processor_id());
 303
 304         /*
 305          * are we trying to boot more cores than exist?
 306          */
 307         if (max_cpus > ncores)
 308                 max_cpus = ncores;
 309         if (ncores > 1 && max_cpus) {
 310                 /*
 311                  * Enable the local timer or broadcast device for the
 312                  * boot CPU, but only if we have more than one CPU.
 313                  */
 314                 percpu_timer_setup();
 315
 316                 /*
 317                  * Initialise the present map, which describes the set of CPUs
 318                  * actually populated at the present time. A platform should
 319                  * re-initialize the map in platform_smp_prepare_cpus() if
 320                  * present != possible (e.g. physical hotplug).
 321                  */
 322                 init_cpu_present(cpu_possible_mask);
 323
 324                 /*
 325                  * Initialise the SCU if there are more than one CPU
 326                  * and let them know where to start.
 327                  */
 328                 platform_smp_prepare_cpus(max_cpus);
 329         }
 330 }
 331
 332 static void (*smp_cross_call)(const struct cpumask *, unsigned int);
 333
 334 void __init set_smp_cross_call(void (*fn)(const struct cpumask *, unsigned int))
 335 {
 336         smp_cross_call = fn;
 337 }
 338
 339 void arch_send_call_function_ipi_mask(const struct cpumask *mask)
 340 {
 341         smp_cross_call(mask, IPI_CALL_FUNC);
 342 }
 343
 344 void arch_send_call_function_single_ipi(int cpu)
 345 {
 346         smp_cross_call(cpumask_of(cpu), IPI_CALL_FUNC_SINGLE);
 347 }
 348
 349 static const char *ipi_types[NR_IPI] = {
 350 #define S(x,s)  [x - IPI_TIMER] = s
 351         S(IPI_TIMER, "Timer broadcast interrupts"),
 352         S(IPI_RESCHEDULE, "Rescheduling interrupts"),
 353         S(IPI_CALL_FUNC, "Function call interrupts"),
 354         S(IPI_CALL_FUNC_SINGLE, "Single function call interrupts"),
 355         S(IPI_CPU_STOP, "CPU stop interrupts"),
 356 };
 357
 358 void show_ipi_list(struct seq_file *p, int prec)
 359 {
 360         unsigned int cpu, i;
 361
 362         for (i = 0; i < NR_IPI; i++) {
 363                 seq_printf(p, "%*s%u: ", prec - 1, "IPI", i);
 364
 365                 for_each_present_cpu(cpu)
 366                         seq_printf(p, "%10u ",
 367                                    __get_irq_stat(cpu, ipi_irqs[i]));
 368
 369                 seq_printf(p, " %s\n", ipi_types[i]);
 370         }
 371 }
 372
 373 u64 smp_irq_stat_cpu(unsigned int cpu)
 374 {
 375         u64 sum = 0;
 376         int i;
 377
 378         for (i = 0; i < NR_IPI; i++)
 379                 sum += __get_irq_stat(cpu, ipi_irqs[i]);
 380
 381         return sum;
 382 }
 383
 384 /*
 385  * Timer (local or broadcast) support
 386  */
 387 static DEFINE_PER_CPU(struct clock_event_device, percpu_clockevent);
 388
 389 static void ipi_timer(void)
 390 {
 391         struct clock_event_device *evt = &__get_cpu_var(percpu_clockevent);
 392         evt->event_handler(evt);
 393 }
 394
 395 #ifdef CONFIG_GENERIC_CLOCKEVENTS_BROADCAST
 396 static void smp_timer_broadcast(const struct cpumask *mask)
 397 {
 398         smp_cross_call(mask, IPI_TIMER);
 399 }
 400 #else
 401 #define smp_timer_broadcast     NULL
 402 #endif
 403
 404 static void broadcast_timer_set_mode(enum clock_event_mode mode,
 405         struct clock_event_device *evt)
 406 {
 407 }
 408
 409 static void __cpuinit broadcast_timer_setup(struct clock_event_device *evt)
 410 {
 411         evt->name       = "dummy_timer";
 412         evt->features   = CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT |
 413                           CLOCK_EVT_FEAT_PERIODIC |
 414                           CLOCK_EVT_FEAT_DUMMY;
 415         evt->rating     = 400;
 416         evt->mult       = 1;
 417         evt->set_mode   = broadcast_timer_set_mode;
 418
 419         clockevents_register_device(evt);
 420 }
 421
 422 static struct local_timer_ops *lt_ops;
 423
 424 #ifdef CONFIG_LOCAL_TIMERS
 425 int local_timer_register(struct local_timer_ops *ops)
 426 {
 427         if (!is_smp() || !setup_max_cpus)
 428                 return -ENXIO;
 429
 430         if (lt_ops)
 431                 return -EBUSY;
 432
 433         lt_ops = ops;
 434         return 0;
 435 }
 436 #endif
 437
 438 static void __cpuinit percpu_timer_setup(void)
 439 {
 440         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 441         struct clock_event_device *evt = &per_cpu(percpu_clockevent, cpu);
 442
 443         evt->cpumask = cpumask_of(cpu);
 444         evt->broadcast = smp_timer_broadcast;
 445
 446         if (!lt_ops || lt_ops->setup(evt))
 447                 broadcast_timer_setup(evt);
 448 }
 449
 450 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 451 /*
 452  * The generic clock events code purposely does not stop the local timer
 453  * on CPU_DEAD/CPU_DEAD_FROZEN hotplug events, so we have to do it
 454  * manually here.
 455  */
 456 static void percpu_timer_stop(void)
 457 {
 458         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 459         struct clock_event_device *evt = &per_cpu(percpu_clockevent, cpu);
 460
 461         if (lt_ops)
 462                 lt_ops->stop(evt);
 463 }
 464 #endif
 465
 466 static DEFINE_RAW_SPINLOCK(stop_lock);
 467
 468 /*
 469  * ipi_cpu_stop - handle IPI from smp_send_stop()
 470  */
 471 static void ipi_cpu_stop(unsigned int cpu)
 472 {
 473         if (system_state == SYSTEM_BOOTING ||
 474             system_state == SYSTEM_RUNNING) {
 475                 raw_spin_lock(&stop_lock);
 476                 printk(KERN_CRIT "CPU%u: stopping\n", cpu);
 477                 dump_stack();
 478                 raw_spin_unlock(&stop_lock);
 479         }
 480
 481         set_cpu_online(cpu, false);
 482
 483         local_fiq_disable();
 484         local_irq_disable();
 485
 486         while (1)
 487                 cpu_relax();
 488 }
 489
 490 /*
 491  * Main handler for inter-processor interrupts
 492  */
 493 asmlinkage void __exception_irq_entry do_IPI(int ipinr, struct pt_regs *regs)
 494 {
 495         handle_IPI(ipinr, regs);
 496 }
 497
 498 void handle_IPI(int ipinr, struct pt_regs *regs)
 499 {
 500         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 501         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
 502
 503         if (ipinr >= IPI_TIMER && ipinr < IPI_TIMER + NR_IPI)
 504                 __inc_irq_stat(cpu, ipi_irqs[ipinr - IPI_TIMER]);
 505
 506         switch (ipinr) {
 507         case IPI_TIMER:
 508                 irq_enter();
 509                 ipi_timer();
 510                 irq_exit();
 511                 break;
 512
 513         case IPI_RESCHEDULE:
 514                 scheduler_ipi();
 515                 break;
 516
 517         case IPI_CALL_FUNC:
 518                 irq_enter();
 519                 generic_smp_call_function_interrupt();
 520                 irq_exit();
 521                 break;
 522
 523         case IPI_CALL_FUNC_SINGLE:
 524                 irq_enter();
 525                 generic_smp_call_function_single_interrupt();
 526                 irq_exit();
 527                 break;
 528
 529         case IPI_CPU_STOP:
 530                 irq_enter();
 531                 ipi_cpu_stop(cpu);
 532                 irq_exit();
 533                 break;
 534
 535         default:
 536                 printk(KERN_CRIT "CPU%u: Unknown IPI message 0x%x\n",
 537                        cpu, ipinr);
 538                 break;
 539         }
 540         set_irq_regs(old_regs);
 541 }
 542
 543 void smp_send_reschedule(int cpu)
 544 {
 545         smp_cross_call(cpumask_of(cpu), IPI_RESCHEDULE);
 546 }
 547
 548 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 549 static void smp_kill_cpus(cpumask_t *mask)
 550 {
 551         unsigned int cpu;
 552         for_each_cpu(cpu, mask)
 553                 platform_cpu_kill(cpu);
 554 }
 555 #else
 556 static void smp_kill_cpus(cpumask_t *mask) { }
 557 #endif
 558
 559 void smp_send_stop(void)
 560 {
 561         unsigned long timeout;
 562         struct cpumask mask;
 563
 564         cpumask_copy(&mask, cpu_online_mask);
 565         cpumask_clear_cpu(smp_processor_id(), &mask);
 566         smp_cross_call(&mask, IPI_CPU_STOP);
 567
 568         /* Wait up to one second for other CPUs to stop */
 569         timeout = USEC_PER_SEC;
 570         while (num_online_cpus() > 1 && timeout--)
 571                 udelay(1);
 572
 573         if (num_online_cpus() > 1)
 574                 pr_warning("SMP: failed to stop secondary CPUs\n");
 575
 576         smp_kill_cpus(&mask);
 577 }
 578
 579 /*
 580  * not supported here
 581  */
 582 int setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
 583 {
 584         return -EINVAL;
 585 }