[PATCH] x86_64: nmi watchdog header cleanup
[pandora-kernel.git] / arch / i386 / kernel / nmi.c
1 /*
2  *  linux/arch/i386/nmi.c
3  *
4  *  NMI watchdog support on APIC systems
5  *
6  *  Started by Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
7  *
8  *  Fixes:
9  *  Mikael Pettersson   : AMD K7 support for local APIC NMI watchdog.
10  *  Mikael Pettersson   : Power Management for local APIC NMI watchdog.
11  *  Mikael Pettersson   : Pentium 4 support for local APIC NMI watchdog.
12  *  Pavel Machek and
13  *  Mikael Pettersson   : PM converted to driver model. Disable/enable API.
14  */
15
16 #include <linux/config.h>
17 #include <linux/delay.h>
18 #include <linux/interrupt.h>
19 #include <linux/module.h>
20 #include <linux/nmi.h>
21 #include <linux/sysdev.h>
22 #include <linux/sysctl.h>
23 #include <linux/percpu.h>
24
25 #include <asm/smp.h>
26 #include <asm/nmi.h>
27
28 #include "mach_traps.h"
29
30 unsigned int nmi_watchdog = NMI_NONE;
31 extern int unknown_nmi_panic;
32 static unsigned int nmi_hz = HZ;
33 static unsigned int nmi_perfctr_msr;    /* the MSR to reset in NMI handler */
34 static unsigned int nmi_p4_cccr_val;
35 extern void show_registers(struct pt_regs *regs);
36
37 /*
38  * lapic_nmi_owner tracks the ownership of the lapic NMI hardware:
39  * - it may be reserved by some other driver, or not
40  * - when not reserved by some other driver, it may be used for
41  *   the NMI watchdog, or not
42  *
43  * This is maintained separately from nmi_active because the NMI
44  * watchdog may also be driven from the I/O APIC timer.
45  */
46 static DEFINE_SPINLOCK(lapic_nmi_owner_lock);
47 static unsigned int lapic_nmi_owner;
48 #define LAPIC_NMI_WATCHDOG      (1<<0)
49 #define LAPIC_NMI_RESERVED      (1<<1)
50
51 /* nmi_active:
52  * +1: the lapic NMI watchdog is active, but can be disabled
53  *  0: the lapic NMI watchdog has not been set up, and cannot
54  *     be enabled
55  * -1: the lapic NMI watchdog is disabled, but can be enabled
56  */
57 int nmi_active;
58
59 #define K7_EVNTSEL_ENABLE       (1 << 22)
60 #define K7_EVNTSEL_INT          (1 << 20)
61 #define K7_EVNTSEL_OS           (1 << 17)
62 #define K7_EVNTSEL_USR          (1 << 16)
63 #define K7_EVENT_CYCLES_PROCESSOR_IS_RUNNING    0x76
64 #define K7_NMI_EVENT            K7_EVENT_CYCLES_PROCESSOR_IS_RUNNING
65
66 #define P6_EVNTSEL0_ENABLE      (1 << 22)
67 #define P6_EVNTSEL_INT          (1 << 20)
68 #define P6_EVNTSEL_OS           (1 << 17)
69 #define P6_EVNTSEL_USR          (1 << 16)
70 #define P6_EVENT_CPU_CLOCKS_NOT_HALTED  0x79
71 #define P6_NMI_EVENT            P6_EVENT_CPU_CLOCKS_NOT_HALTED
72
73 #define MSR_P4_MISC_ENABLE      0x1A0
74 #define MSR_P4_MISC_ENABLE_PERF_AVAIL   (1<<7)
75 #define MSR_P4_MISC_ENABLE_PEBS_UNAVAIL (1<<12)
76 #define MSR_P4_PERFCTR0         0x300
77 #define MSR_P4_CCCR0            0x360
78 #define P4_ESCR_EVENT_SELECT(N) ((N)<<25)
79 #define P4_ESCR_OS              (1<<3)
80 #define P4_ESCR_USR             (1<<2)
81 #define P4_CCCR_OVF_PMI0        (1<<26)
82 #define P4_CCCR_OVF_PMI1        (1<<27)
83 #define P4_CCCR_THRESHOLD(N)    ((N)<<20)
84 #define P4_CCCR_COMPLEMENT      (1<<19)
85 #define P4_CCCR_COMPARE         (1<<18)
86 #define P4_CCCR_REQUIRED        (3<<16)
87 #define P4_CCCR_ESCR_SELECT(N)  ((N)<<13)
88 #define P4_CCCR_ENABLE          (1<<12)
89 /* Set up IQ_COUNTER0 to behave like a clock, by having IQ_CCCR0 filter
90    CRU_ESCR0 (with any non-null event selector) through a complemented
91    max threshold. [IA32-Vol3, Section 14.9.9] */
92 #define MSR_P4_IQ_COUNTER0      0x30C
93 #define P4_NMI_CRU_ESCR0        (P4_ESCR_EVENT_SELECT(0x3F)|P4_ESCR_OS|P4_ESCR_USR)
94 #define P4_NMI_IQ_CCCR0 \
95         (P4_CCCR_OVF_PMI0|P4_CCCR_THRESHOLD(15)|P4_CCCR_COMPLEMENT|     \
96          P4_CCCR_COMPARE|P4_CCCR_REQUIRED|P4_CCCR_ESCR_SELECT(4)|P4_CCCR_ENABLE)
97
98 #ifdef CONFIG_SMP
99 /* The performance counters used by NMI_LOCAL_APIC don't trigger when
100  * the CPU is idle. To make sure the NMI watchdog really ticks on all
101  * CPUs during the test make them busy.
102  */
103 static __init void nmi_cpu_busy(void *data)
104 {
105         volatile int *endflag = data;
106         local_irq_enable();
107         /* Intentionally don't use cpu_relax here. This is
108            to make sure that the performance counter really ticks,
109            even if there is a simulator or similar that catches the
110            pause instruction. On a real HT machine this is fine because
111            all other CPUs are busy with "useless" delay loops and don't
112            care if they get somewhat less cycles. */
113         while (*endflag == 0)
114                 barrier();
115 }
116 #endif
117
118 static int __init check_nmi_watchdog(void)
119 {
120         volatile int endflag = 0;
121         unsigned int *prev_nmi_count;
122         int cpu;
123
124         if (nmi_watchdog == NMI_NONE)
125                 return 0;
126
127         prev_nmi_count = kmalloc(NR_CPUS * sizeof(int), GFP_KERNEL);
128         if (!prev_nmi_count)
129                 return -1;
130
131         printk(KERN_INFO "Testing NMI watchdog ... ");
132
133         if (nmi_watchdog == NMI_LOCAL_APIC)
134                 smp_call_function(nmi_cpu_busy, (void *)&endflag, 0, 0);
135
136         for_each_possible_cpu(cpu)
137                 prev_nmi_count[cpu] = per_cpu(irq_stat, cpu).__nmi_count;
138         local_irq_enable();
139         mdelay((10*1000)/nmi_hz); // wait 10 ticks
140
141         for_each_possible_cpu(cpu) {
142 #ifdef CONFIG_SMP
143                 /* Check cpu_callin_map here because that is set
144                    after the timer is started. */
145                 if (!cpu_isset(cpu, cpu_callin_map))
146                         continue;
147 #endif
148                 if (nmi_count(cpu) - prev_nmi_count[cpu] <= 5) {
149                         endflag = 1;
150                         printk("CPU#%d: NMI appears to be stuck (%d->%d)!\n",
151                                 cpu,
152                                 prev_nmi_count[cpu],
153                                 nmi_count(cpu));
154                         nmi_active = 0;
155                         lapic_nmi_owner &= ~LAPIC_NMI_WATCHDOG;
156                         kfree(prev_nmi_count);
157                         return -1;
158                 }
159         }
160         endflag = 1;
161         printk("OK.\n");
162
163         /* now that we know it works we can reduce NMI frequency to
164            something more reasonable; makes a difference in some configs */
165         if (nmi_watchdog == NMI_LOCAL_APIC)
166                 nmi_hz = 1;
167
168         kfree(prev_nmi_count);
169         return 0;
170 }
171 /* This needs to happen later in boot so counters are working */
172 late_initcall(check_nmi_watchdog);
173
174 static int __init setup_nmi_watchdog(char *str)
175 {
176         int nmi;
177
178         get_option(&str, &nmi);
179
180         if (nmi >= NMI_INVALID)
181                 return 0;
182         if (nmi == NMI_NONE)
183                 nmi_watchdog = nmi;
184         /*
185          * If any other x86 CPU has a local APIC, then
186          * please test the NMI stuff there and send me the
187          * missing bits. Right now Intel P6/P4 and AMD K7 only.
188          */
189         if ((nmi == NMI_LOCAL_APIC) &&
190                         (boot_cpu_data.x86_vendor == X86_VENDOR_INTEL) &&
191                         (boot_cpu_data.x86 == 6 || boot_cpu_data.x86 == 15))
192                 nmi_watchdog = nmi;
193         if ((nmi == NMI_LOCAL_APIC) &&
194                         (boot_cpu_data.x86_vendor == X86_VENDOR_AMD) &&
195                         (boot_cpu_data.x86 == 6 || boot_cpu_data.x86 == 15))
196                 nmi_watchdog = nmi;
197         /*
198          * We can enable the IO-APIC watchdog
199          * unconditionally.
200          */
201         if (nmi == NMI_IO_APIC) {
202                 nmi_active = 1;
203                 nmi_watchdog = nmi;
204         }
205         return 1;
206 }
207
208 __setup("nmi_watchdog=", setup_nmi_watchdog);
209
210 static void disable_lapic_nmi_watchdog(void)
211 {
212         if (nmi_active <= 0)
213                 return;
214         switch (boot_cpu_data.x86_vendor) {
215         case X86_VENDOR_AMD:
216                 wrmsr(MSR_K7_EVNTSEL0, 0, 0);
217                 break;
218         case X86_VENDOR_INTEL:
219                 switch (boot_cpu_data.x86) {
220                 case 6:
221                         if (boot_cpu_data.x86_model > 0xd)
222                                 break;
223
224                         wrmsr(MSR_P6_EVNTSEL0, 0, 0);
225                         break;
226                 case 15:
227                         if (boot_cpu_data.x86_model > 0x4)
228                                 break;
229
230                         wrmsr(MSR_P4_IQ_CCCR0, 0, 0);
231                         wrmsr(MSR_P4_CRU_ESCR0, 0, 0);
232                         break;
233                 }
234                 break;
235         }
236         nmi_active = -1;
237         /* tell do_nmi() and others that we're not active any more */
238         nmi_watchdog = 0;
239 }
240
241 static void enable_lapic_nmi_watchdog(void)
242 {
243         if (nmi_active < 0) {
244                 nmi_watchdog = NMI_LOCAL_APIC;
245                 setup_apic_nmi_watchdog();
246         }
247 }
248
249 int reserve_lapic_nmi(void)
250 {
251         unsigned int old_owner;
252
253         spin_lock(&lapic_nmi_owner_lock);
254         old_owner = lapic_nmi_owner;
255         lapic_nmi_owner |= LAPIC_NMI_RESERVED;
256         spin_unlock(&lapic_nmi_owner_lock);
257         if (old_owner & LAPIC_NMI_RESERVED)
258                 return -EBUSY;
259         if (old_owner & LAPIC_NMI_WATCHDOG)
260                 disable_lapic_nmi_watchdog();
261         return 0;
262 }
263
264 void release_lapic_nmi(void)
265 {
266         unsigned int new_owner;
267
268         spin_lock(&lapic_nmi_owner_lock);
269         new_owner = lapic_nmi_owner & ~LAPIC_NMI_RESERVED;
270         lapic_nmi_owner = new_owner;
271         spin_unlock(&lapic_nmi_owner_lock);
272         if (new_owner & LAPIC_NMI_WATCHDOG)
273                 enable_lapic_nmi_watchdog();
274 }
275
276 void disable_timer_nmi_watchdog(void)
277 {
278         if ((nmi_watchdog != NMI_IO_APIC) || (nmi_active <= 0))
279                 return;
280
281         unset_nmi_callback();
282         nmi_active = -1;
283         nmi_watchdog = NMI_NONE;
284 }
285
286 void enable_timer_nmi_watchdog(void)
287 {
288         if (nmi_active < 0) {
289                 nmi_watchdog = NMI_IO_APIC;
290                 touch_nmi_watchdog();
291                 nmi_active = 1;
292         }
293 }
294
295 #ifdef CONFIG_PM
296
297 static int nmi_pm_active; /* nmi_active before suspend */
298
299 static int lapic_nmi_suspend(struct sys_device *dev, pm_message_t state)
300 {
301         nmi_pm_active = nmi_active;
302         disable_lapic_nmi_watchdog();
303         return 0;
304 }
305
306 static int lapic_nmi_resume(struct sys_device *dev)
307 {
308         if (nmi_pm_active > 0)
309                 enable_lapic_nmi_watchdog();
310         return 0;
311 }
312
313
314 static struct sysdev_class nmi_sysclass = {
315         set_kset_name("lapic_nmi"),
316         .resume         = lapic_nmi_resume,
317         .suspend        = lapic_nmi_suspend,
318 };
319
320 static struct sys_device device_lapic_nmi = {
321         .id     = 0,
322         .cls    = &nmi_sysclass,
323 };
324
325 static int __init init_lapic_nmi_sysfs(void)
326 {
327         int error;
328
329         if (nmi_active == 0 || nmi_watchdog != NMI_LOCAL_APIC)
330                 return 0;
331
332         error = sysdev_class_register(&nmi_sysclass);
333         if (!error)
334                 error = sysdev_register(&device_lapic_nmi);
335         return error;
336 }
337 /* must come after the local APIC's device_initcall() */
338 late_initcall(init_lapic_nmi_sysfs);
339
340 #endif  /* CONFIG_PM */
341
342 /*
343  * Activate the NMI watchdog via the local APIC.
344  * Original code written by Keith Owens.
345  */
346
347 static void clear_msr_range(unsigned int base, unsigned int n)
348 {
349         unsigned int i;
350
351         for(i = 0; i < n; ++i)
352                 wrmsr(base+i, 0, 0);
353 }
354
355 static void write_watchdog_counter(const char *descr)
356 {
357         u64 count = (u64)cpu_khz * 1000;
358
359         do_div(count, nmi_hz);
360         if(descr)
361                 Dprintk("setting %s to -0x%08Lx\n", descr, count);
362         wrmsrl(nmi_perfctr_msr, 0 - count);
363 }
364
365 static void setup_k7_watchdog(void)
366 {
367         unsigned int evntsel;
368
369         nmi_perfctr_msr = MSR_K7_PERFCTR0;
370
371         clear_msr_range(MSR_K7_EVNTSEL0, 4);
372         clear_msr_range(MSR_K7_PERFCTR0, 4);
373
374         evntsel = K7_EVNTSEL_INT
375                 | K7_EVNTSEL_OS
376                 | K7_EVNTSEL_USR
377                 | K7_NMI_EVENT;
378
379         wrmsr(MSR_K7_EVNTSEL0, evntsel, 0);
380         write_watchdog_counter("K7_PERFCTR0");
381         apic_write(APIC_LVTPC, APIC_DM_NMI);
382         evntsel |= K7_EVNTSEL_ENABLE;
383         wrmsr(MSR_K7_EVNTSEL0, evntsel, 0);
384 }
385
386 static void setup_p6_watchdog(void)
387 {
388         unsigned int evntsel;
389
390         nmi_perfctr_msr = MSR_P6_PERFCTR0;
391
392         clear_msr_range(MSR_P6_EVNTSEL0, 2);
393         clear_msr_range(MSR_P6_PERFCTR0, 2);
394
395         evntsel = P6_EVNTSEL_INT
396                 | P6_EVNTSEL_OS
397                 | P6_EVNTSEL_USR
398                 | P6_NMI_EVENT;
399
400         wrmsr(MSR_P6_EVNTSEL0, evntsel, 0);
401         write_watchdog_counter("P6_PERFCTR0");
402         apic_write(APIC_LVTPC, APIC_DM_NMI);
403         evntsel |= P6_EVNTSEL0_ENABLE;
404         wrmsr(MSR_P6_EVNTSEL0, evntsel, 0);
405 }
406
407 static int setup_p4_watchdog(void)
408 {
409         unsigned int misc_enable, dummy;
410
411         rdmsr(MSR_P4_MISC_ENABLE, misc_enable, dummy);
412         if (!(misc_enable & MSR_P4_MISC_ENABLE_PERF_AVAIL))
413                 return 0;
414
415         nmi_perfctr_msr = MSR_P4_IQ_COUNTER0;
416         nmi_p4_cccr_val = P4_NMI_IQ_CCCR0;
417 #ifdef CONFIG_SMP
418         if (smp_num_siblings == 2)
419                 nmi_p4_cccr_val |= P4_CCCR_OVF_PMI1;
420 #endif
421
422         if (!(misc_enable & MSR_P4_MISC_ENABLE_PEBS_UNAVAIL))
423                 clear_msr_range(0x3F1, 2);
424         /* MSR 0x3F0 seems to have a default value of 0xFC00, but current
425            docs doesn't fully define it, so leave it alone for now. */
426         if (boot_cpu_data.x86_model >= 0x3) {
427                 /* MSR_P4_IQ_ESCR0/1 (0x3ba/0x3bb) removed */
428                 clear_msr_range(0x3A0, 26);
429                 clear_msr_range(0x3BC, 3);
430         } else {
431                 clear_msr_range(0x3A0, 31);
432         }
433         clear_msr_range(0x3C0, 6);
434         clear_msr_range(0x3C8, 6);
435         clear_msr_range(0x3E0, 2);
436         clear_msr_range(MSR_P4_CCCR0, 18);
437         clear_msr_range(MSR_P4_PERFCTR0, 18);
438
439         wrmsr(MSR_P4_CRU_ESCR0, P4_NMI_CRU_ESCR0, 0);
440         wrmsr(MSR_P4_IQ_CCCR0, P4_NMI_IQ_CCCR0 & ~P4_CCCR_ENABLE, 0);
441         write_watchdog_counter("P4_IQ_COUNTER0");
442         apic_write(APIC_LVTPC, APIC_DM_NMI);
443         wrmsr(MSR_P4_IQ_CCCR0, nmi_p4_cccr_val, 0);
444         return 1;
445 }
446
447 void setup_apic_nmi_watchdog (void)
448 {
449         switch (boot_cpu_data.x86_vendor) {
450         case X86_VENDOR_AMD:
451                 if (boot_cpu_data.x86 != 6 && boot_cpu_data.x86 != 15)
452                         return;
453                 setup_k7_watchdog();
454                 break;
455         case X86_VENDOR_INTEL:
456                 switch (boot_cpu_data.x86) {
457                 case 6:
458                         if (boot_cpu_data.x86_model > 0xd)
459                                 return;
460
461                         setup_p6_watchdog();
462                         break;
463                 case 15:
464                         if (boot_cpu_data.x86_model > 0x4)
465                                 return;
466
467                         if (!setup_p4_watchdog())
468                                 return;
469                         break;
470                 default:
471                         return;
472                 }
473                 break;
474         default:
475                 return;
476         }
477         lapic_nmi_owner = LAPIC_NMI_WATCHDOG;
478         nmi_active = 1;
479 }
480
481 /*
482  * the best way to detect whether a CPU has a 'hard lockup' problem
483  * is to check it's local APIC timer IRQ counts. If they are not
484  * changing then that CPU has some problem.
485  *
486  * as these watchdog NMI IRQs are generated on every CPU, we only
487  * have to check the current processor.
488  *
489  * since NMIs don't listen to _any_ locks, we have to be extremely
490  * careful not to rely on unsafe variables. The printk might lock
491  * up though, so we have to break up any console locks first ...
492  * [when there will be more tty-related locks, break them up
493  *  here too!]
494  */
495
496 static unsigned int
497         last_irq_sums [NR_CPUS],
498         alert_counter [NR_CPUS];
499
500 void touch_nmi_watchdog (void)
501 {
502         int i;
503
504         /*
505          * Just reset the alert counters, (other CPUs might be
506          * spinning on locks we hold):
507          */
508         for_each_possible_cpu(i)
509                 alert_counter[i] = 0;
510
511         /*
512          * Tickle the softlockup detector too:
513          */
514         touch_softlockup_watchdog();
515 }
516
517 extern void die_nmi(struct pt_regs *, const char *msg);
518
519 void nmi_watchdog_tick (struct pt_regs * regs)
520 {
521
522         /*
523          * Since current_thread_info()-> is always on the stack, and we
524          * always switch the stack NMI-atomically, it's safe to use
525          * smp_processor_id().
526          */
527         unsigned int sum;
528         int cpu = smp_processor_id();
529
530         sum = per_cpu(irq_stat, cpu).apic_timer_irqs;
531
532         if (last_irq_sums[cpu] == sum) {
533                 /*
534                  * Ayiee, looks like this CPU is stuck ...
535                  * wait a few IRQs (5 seconds) before doing the oops ...
536                  */
537                 alert_counter[cpu]++;
538                 if (alert_counter[cpu] == 5*nmi_hz)
539                         /*
540                          * die_nmi will return ONLY if NOTIFY_STOP happens..
541                          */
542                         die_nmi(regs, "BUG: NMI Watchdog detected LOCKUP");
543         } else {
544                 last_irq_sums[cpu] = sum;
545                 alert_counter[cpu] = 0;
546         }
547         if (nmi_perfctr_msr) {
548                 if (nmi_perfctr_msr == MSR_P4_IQ_COUNTER0) {
549                         /*
550                          * P4 quirks:
551                          * - An overflown perfctr will assert its interrupt
552                          *   until the OVF flag in its CCCR is cleared.
553                          * - LVTPC is masked on interrupt and must be
554                          *   unmasked by the LVTPC handler.
555                          */
556                         wrmsr(MSR_P4_IQ_CCCR0, nmi_p4_cccr_val, 0);
557                         apic_write(APIC_LVTPC, APIC_DM_NMI);
558                 }
559                 else if (nmi_perfctr_msr == MSR_P6_PERFCTR0) {
560                         /* Only P6 based Pentium M need to re-unmask
561                          * the apic vector but it doesn't hurt
562                          * other P6 variant */
563                         apic_write(APIC_LVTPC, APIC_DM_NMI);
564                 }
565                 write_watchdog_counter(NULL);
566         }
567 }
568
569 #ifdef CONFIG_SYSCTL
570
571 static int unknown_nmi_panic_callback(struct pt_regs *regs, int cpu)
572 {
573         unsigned char reason = get_nmi_reason();
574         char buf[64];
575
576         if (!(reason & 0xc0)) {
577                 sprintf(buf, "NMI received for unknown reason %02x\n", reason);
578                 die_nmi(regs, buf);
579         }
580         return 0;
581 }
582
583 /*
584  * proc handler for /proc/sys/kernel/unknown_nmi_panic
585  */
586 int proc_unknown_nmi_panic(ctl_table *table, int write, struct file *file,
587                         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
588 {
589         int old_state;
590
591         old_state = unknown_nmi_panic;
592         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
593         if (!!old_state == !!unknown_nmi_panic)
594                 return 0;
595
596         if (unknown_nmi_panic) {
597                 if (reserve_lapic_nmi() < 0) {
598                         unknown_nmi_panic = 0;
599                         return -EBUSY;
600                 } else {
601                         set_nmi_callback(unknown_nmi_panic_callback);
602                 }
603         } else {
604                 release_lapic_nmi();
605                 unset_nmi_callback();
606         }
607         return 0;
608 }
609
610 #endif
611
612 EXPORT_SYMBOL(nmi_active);
613 EXPORT_SYMBOL(nmi_watchdog);
614 EXPORT_SYMBOL(reserve_lapic_nmi);
615 EXPORT_SYMBOL(release_lapic_nmi);
616 EXPORT_SYMBOL(disable_timer_nmi_watchdog);
617 EXPORT_SYMBOL(enable_timer_nmi_watchdog);