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_possible_map;
  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 __cpuinit __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 __cpuinit 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         local_flush_tlb_all();
 180
 181         cpu_init();
 182
 183         /*
 184          * Give the platform a chance to do its own initialisation.
 185          */
 186         platform_secondary_init(cpu);
 187
 188         /*
 189          * Enable local interrupts.
 190          */
 191         local_irq_enable();
 192         local_fiq_enable();
 193
 194         calibrate_delay();
 195
 196         smp_store_cpu_info(cpu);
 197
 198         /*
 199          * OK, now it's safe to let the boot CPU continue
 200          */
 201         cpu_set(cpu, cpu_online_map);
 202
 203         /*
 204          * OK, it's off to the idle thread for us
 205          */
 206         cpu_idle();
 207 }
 208
 209 /*
 210  * Called by both boot and secondaries to move global data into
 211  * per-processor storage.
 212  */
 213 void __cpuinit smp_store_cpu_info(unsigned int cpuid)
 214 {
 215         struct cpuinfo_arm *cpu_info = &per_cpu(cpu_data, cpuid);
 216
 217         cpu_info->loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
 218 }
 219
 220 void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
 221 {
 222         int cpu;
 223         unsigned long bogosum = 0;
 224
 225         for_each_online_cpu(cpu)
 226                 bogosum += per_cpu(cpu_data, cpu).loops_per_jiffy;
 227
 228         printk(KERN_INFO "SMP: Total of %d processors activated "
 229                "(%lu.%02lu BogoMIPS).\n",
 230                num_online_cpus(),
 231                bogosum / (500000/HZ),
 232                (bogosum / (5000/HZ)) % 100);
 233 }
 234
 235 void __init smp_prepare_boot_cpu(void)
 236 {
 237         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 238
 239         cpu_set(cpu, cpu_possible_map);
 240         cpu_set(cpu, cpu_present_map);
 241         cpu_set(cpu, cpu_online_map);
 242 }
 243
 244 static void send_ipi_message(cpumask_t callmap, enum ipi_msg_type msg)
 245 {
 246         unsigned long flags;
 247         unsigned int cpu;
 248
 249         local_irq_save(flags);
 250
 251         for_each_cpu_mask(cpu, callmap) {
 252                 struct ipi_data *ipi = &per_cpu(ipi_data, cpu);
 253
 254                 spin_lock(&ipi->lock);
 255                 ipi->bits |= 1 << msg;
 256                 spin_unlock(&ipi->lock);
 257         }
 258
 259         /*
 260          * Call the platform specific cross-CPU call function.
 261          */
 262         smp_cross_call(callmap);
 263
 264         local_irq_restore(flags);
 265 }
 266
 267 /*
 268  * You must not call this function with disabled interrupts, from a
 269  * hardware interrupt handler, nor from a bottom half handler.
 270  */
 271 int smp_call_function_on_cpu(void (*func)(void *info), void *info, int retry,
 272                              int wait, cpumask_t callmap)
 273 {
 274         struct smp_call_struct data;
 275         unsigned long timeout;
 276         int ret = 0;
 277
 278         data.func = func;
 279         data.info = info;
 280         data.wait = wait;
 281
 282         cpu_clear(smp_processor_id(), callmap);
 283         if (cpus_empty(callmap))
 284                 goto out;
 285
 286         data.pending = callmap;
 287         if (wait)
 288                 data.unfinished = callmap;
 289
 290         /*
 291          * try to get the mutex on smp_call_function_data
 292          */
 293         spin_lock(&smp_call_function_lock);
 294         smp_call_function_data = &data;
 295
 296         send_ipi_message(callmap, IPI_CALL_FUNC);
 297
 298         timeout = jiffies + HZ;
 299         while (!cpus_empty(data.pending) && time_before(jiffies, timeout))
 300                 barrier();
 301
 302         /*
 303          * did we time out?
 304          */
 305         if (!cpus_empty(data.pending)) {
 306                 /*
 307                  * this may be causing our panic - report it
 308                  */
 309                 printk(KERN_CRIT
 310                        "CPU%u: smp_call_function timeout for %p(%p)\n"
 311                        "      callmap %lx pending %lx, %swait\n",
 312                        smp_processor_id(), func, info, callmap, data.pending,
 313                        wait ? "" : "no ");
 314
 315                 /*
 316                  * TRACE
 317                  */
 318                 timeout = jiffies + (5 * HZ);
 319                 while (!cpus_empty(data.pending) && time_before(jiffies, timeout))
 320                         barrier();
 321
 322                 if (cpus_empty(data.pending))
 323                         printk(KERN_CRIT "     RESOLVED\n");
 324                 else
 325                         printk(KERN_CRIT "     STILL STUCK\n");
 326         }
 327
 328         /*
 329          * whatever happened, we're done with the data, so release it
 330          */
 331         smp_call_function_data = NULL;
 332         spin_unlock(&smp_call_function_lock);
 333
 334         if (!cpus_empty(data.pending)) {
 335                 ret = -ETIMEDOUT;
 336                 goto out;
 337         }
 338
 339         if (wait)
 340                 while (!cpus_empty(data.unfinished))
 341                         barrier();
 342  out:
 343
 344         return 0;
 345 }
 346
 347 int smp_call_function(void (*func)(void *info), void *info, int retry,
 348                       int wait)
 349 {
 350         return smp_call_function_on_cpu(func, info, retry, wait,
 351                                         cpu_online_map);
 352 }
 353
 354 void show_ipi_list(struct seq_file *p)
 355 {
 356         unsigned int cpu;
 357
 358         seq_puts(p, "IPI:");
 359
 360         for_each_present_cpu(cpu)
 361                 seq_printf(p, " %10lu", per_cpu(ipi_data, cpu).ipi_count);
 362
 363         seq_putc(p, '\n');
 364 }
 365
 366 static void ipi_timer(struct pt_regs *regs)
 367 {
 368         int user = user_mode(regs);
 369
 370         irq_enter();
 371         profile_tick(CPU_PROFILING, regs);
 372         update_process_times(user);
 373         irq_exit();
 374 }
 375
 376 /*
 377  * ipi_call_function - handle IPI from smp_call_function()
 378  *
 379  * Note that we copy data out of the cross-call structure and then
 380  * let the caller know that we're here and have done with their data
 381  */
 382 static void ipi_call_function(unsigned int cpu)
 383 {
 384         struct smp_call_struct *data = smp_call_function_data;
 385         void (*func)(void *info) = data->func;
 386         void *info = data->info;
 387         int wait = data->wait;
 388
 389         cpu_clear(cpu, data->pending);
 390
 391         func(info);
 392
 393         if (wait)
 394                 cpu_clear(cpu, data->unfinished);
 395 }
 396
 397 static DEFINE_SPINLOCK(stop_lock);
 398
 399 /*
 400  * ipi_cpu_stop - handle IPI from smp_send_stop()
 401  */
 402 static void ipi_cpu_stop(unsigned int cpu)
 403 {
 404         spin_lock(&stop_lock);
 405         printk(KERN_CRIT "CPU%u: stopping\n", cpu);
 406         dump_stack();
 407         spin_unlock(&stop_lock);
 408
 409         cpu_clear(cpu, cpu_online_map);
 410
 411         local_fiq_disable();
 412         local_irq_disable();
 413
 414         while (1)
 415                 cpu_relax();
 416 }
 417
 418 /*
 419  * Main handler for inter-processor interrupts
 420  *
 421  * For ARM, the ipimask now only identifies a single
 422  * category of IPI (Bit 1 IPIs have been replaced by a
 423  * different mechanism):
 424  *
 425  *  Bit 0 - Inter-processor function call
 426  */
 427 void do_IPI(struct pt_regs *regs)
 428 {
 429         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 430         struct ipi_data *ipi = &per_cpu(ipi_data, cpu);
 431
 432         ipi->ipi_count++;
 433
 434         for (;;) {
 435                 unsigned long msgs;
 436
 437                 spin_lock(&ipi->lock);
 438                 msgs = ipi->bits;
 439                 ipi->bits = 0;
 440                 spin_unlock(&ipi->lock);
 441
 442                 if (!msgs)
 443                         break;
 444
 445                 do {
 446                         unsigned nextmsg;
 447
 448                         nextmsg = msgs & -msgs;
 449                         msgs &= ~nextmsg;
 450                         nextmsg = ffz(~nextmsg);
 451
 452                         switch (nextmsg) {
 453                         case IPI_TIMER:
 454                                 ipi_timer(regs);
 455                                 break;
 456
 457                         case IPI_RESCHEDULE:
 458                                 /*
 459                                  * nothing more to do - eveything is
 460                                  * done on the interrupt return path
 461                                  */
 462                                 break;
 463
 464                         case IPI_CALL_FUNC:
 465                                 ipi_call_function(cpu);
 466                                 break;
 467
 468                         case IPI_CPU_STOP:
 469                                 ipi_cpu_stop(cpu);
 470                                 break;
 471
 472                         default:
 473                                 printk(KERN_CRIT "CPU%u: Unknown IPI message 0x%x\n",
 474                                        cpu, nextmsg);
 475                                 break;
 476                         }
 477                 } while (msgs);
 478         }
 479 }
 480
 481 void smp_send_reschedule(int cpu)
 482 {
 483         send_ipi_message(cpumask_of_cpu(cpu), IPI_RESCHEDULE);
 484 }
 485
 486 void smp_send_timer(void)
 487 {
 488         cpumask_t mask = cpu_online_map;
 489         cpu_clear(smp_processor_id(), mask);
 490         send_ipi_message(mask, IPI_TIMER);
 491 }
 492
 493 void smp_send_stop(void)
 494 {
 495         cpumask_t mask = cpu_online_map;
 496         cpu_clear(smp_processor_id(), mask);
 497         send_ipi_message(mask, IPI_CPU_STOP);
 498 }
 499
 500 /*
 501  * not supported here
 502  */
 503 int __init setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
 504 {
 505         return -EINVAL;
 506 }
 507
 508 static int
 509 on_each_cpu_mask(void (*func)(void *), void *info, int retry, int wait,
 510                  cpumask_t mask)
 511 {
 512         int ret = 0;
 513
 514         preempt_disable();
 515
 516         ret = smp_call_function_on_cpu(func, info, retry, wait, mask);
 517         if (cpu_isset(smp_processor_id(), mask))
 518                 func(info);
 519
 520         preempt_enable();
 521
 522         return ret;
 523 }
 524
 525 /**********************************************************************/
 526
 527 /*
 528  * TLB operations
 529  */
 530 struct tlb_args {
 531         struct vm_area_struct *ta_vma;
 532         unsigned long ta_start;
 533         unsigned long ta_end;
 534 };
 535
 536 static inline void ipi_flush_tlb_all(void *ignored)
 537 {
 538         local_flush_tlb_all();
 539 }
 540
 541 static inline void ipi_flush_tlb_mm(void *arg)
 542 {
 543         struct mm_struct *mm = (struct mm_struct *)arg;
 544
 545         local_flush_tlb_mm(mm);
 546 }
 547
 548 static inline void ipi_flush_tlb_page(void *arg)
 549 {
 550         struct tlb_args *ta = (struct tlb_args *)arg;
 551
 552         local_flush_tlb_page(ta->ta_vma, ta->ta_start);
 553 }
 554
 555 static inline void ipi_flush_tlb_kernel_page(void *arg)
 556 {
 557         struct tlb_args *ta = (struct tlb_args *)arg;
 558
 559         local_flush_tlb_kernel_page(ta->ta_start);
 560 }
 561
 562 static inline void ipi_flush_tlb_range(void *arg)
 563 {
 564         struct tlb_args *ta = (struct tlb_args *)arg;
 565
 566         local_flush_tlb_range(ta->ta_vma, ta->ta_start, ta->ta_end);
 567 }
 568
 569 static inline void ipi_flush_tlb_kernel_range(void *arg)
 570 {
 571         struct tlb_args *ta = (struct tlb_args *)arg;
 572
 573         local_flush_tlb_kernel_range(ta->ta_start, ta->ta_end);
 574 }
 575
 576 void flush_tlb_all(void)
 577 {
 578         on_each_cpu(ipi_flush_tlb_all, NULL, 1, 1);
 579 }
 580
 581 void flush_tlb_mm(struct mm_struct *mm)
 582 {
 583         cpumask_t mask = mm->cpu_vm_mask;
 584
 585         on_each_cpu_mask(ipi_flush_tlb_mm, mm, 1, 1, mask);
 586 }
 587
 588 void flush_tlb_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long uaddr)
 589 {
 590         cpumask_t mask = vma->vm_mm->cpu_vm_mask;
 591         struct tlb_args ta;
 592
 593         ta.ta_vma = vma;
 594         ta.ta_start = uaddr;
 595
 596         on_each_cpu_mask(ipi_flush_tlb_page, &ta, 1, 1, mask);
 597 }
 598
 599 void flush_tlb_kernel_page(unsigned long kaddr)
 600 {
 601         struct tlb_args ta;
 602
 603         ta.ta_start = kaddr;
 604
 605         on_each_cpu(ipi_flush_tlb_kernel_page, &ta, 1, 1);
 606 }
 607
 608 void flush_tlb_range(struct vm_area_struct *vma,
 609                      unsigned long start, unsigned long end)
 610 {
 611         cpumask_t mask = vma->vm_mm->cpu_vm_mask;
 612         struct tlb_args ta;
 613
 614         ta.ta_vma = vma;
 615         ta.ta_start = start;
 616         ta.ta_end = end;
 617
 618         on_each_cpu_mask(ipi_flush_tlb_range, &ta, 1, 1, mask);
 619 }
 620
 621 void flush_tlb_kernel_range(unsigned long start, unsigned long end)
 622 {
 623         struct tlb_args ta;
 624
 625         ta.ta_start = start;
 626         ta.ta_end = end;
 627
 628         on_each_cpu(ipi_flush_tlb_kernel_range, &ta, 1, 1);
 629 }