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)
  64 {
  65         struct cpuinfo_arm *ci = &per_cpu(cpu_data, cpu);
  66         struct task_struct *idle = ci->idle;
  67         int ret;
  68
  69         /*
  70          * Spawn a new process manually, if not already done.
  71          * Grab a pointer to its task struct so we can mess with it
  72          */
  73         if (!idle) {
  74                 idle = fork_idle(cpu);
  75                 if (IS_ERR(idle)) {
  76                         printk(KERN_ERR "CPU%u: fork() failed\n", cpu);
  77                         return PTR_ERR(idle);
  78                 }
  79                 ci->idle = idle;
  80         } else {
  81                 /*
  82                  * Since this idle thread is being re-used, call
  83                  * init_idle() to reinitialize the thread structure.
  84                  */
  85                 init_idle(idle, cpu);
  86         }
  87
  88         /*
  89          * We need to tell the secondary core where to find
  90          * its stack and the page tables.
  91          */
  92         secondary_data.stack = task_stack_page(idle) + THREAD_START_SP;
  93         secondary_data.pgdir = virt_to_phys(idmap_pgd);
  94         secondary_data.swapper_pg_dir = virt_to_phys(swapper_pg_dir);
  95         __cpuc_flush_dcache_area(&secondary_data, sizeof(secondary_data));
  96         outer_clean_range(__pa(&secondary_data), __pa(&secondary_data + 1));
  97
  98         /*
  99          * Now bring the CPU into our world.
 100          */
 101         ret = boot_secondary(cpu, idle);
 102         if (ret == 0) {
 103                 /*
 104                  * CPU was successfully started, wait for it
 105                  * to come online or time out.
 106                  */
 107                 wait_for_completion_timeout(&cpu_running,
 108                                                  msecs_to_jiffies(1000));
 109
 110                 if (!cpu_online(cpu)) {
 111                         pr_crit("CPU%u: failed to come online\n", cpu);
 112                         ret = -EIO;
 113                 }
 114         } else {
 115                 pr_err("CPU%u: failed to boot: %d\n", cpu, ret);
 116         }
 117
 118         secondary_data.stack = NULL;
 119         secondary_data.pgdir = 0;
 120
 121         return ret;
 122 }
 123
 124 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 125 static void percpu_timer_stop(void);
 126
 127 /*
 128  * __cpu_disable runs on the processor to be shutdown.
 129  */
 130 int __cpu_disable(void)
 131 {
 132         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 133         struct task_struct *p;
 134         int ret;
 135
 136         ret = platform_cpu_disable(cpu);
 137         if (ret)
 138                 return ret;
 139
 140         /*
 141          * Take this CPU offline.  Once we clear this, we can't return,
 142          * and we must not schedule until we're ready to give up the cpu.
 143          */
 144         set_cpu_online(cpu, false);
 145
 146         /*
 147          * OK - migrate IRQs away from this CPU
 148          */
 149         migrate_irqs();
 150
 151         /*
 152          * Stop the local timer for this CPU.
 153          */
 154         percpu_timer_stop();
 155
 156         /*
 157          * Flush user cache and TLB mappings, and then remove this CPU
 158          * from the vm mask set of all processes.
 159          */
 160         flush_cache_all();
 161         local_flush_tlb_all();
 162
 163         read_lock(&tasklist_lock);
 164         for_each_process(p) {
 165                 if (p->mm)
 166                         cpumask_clear_cpu(cpu, mm_cpumask(p->mm));
 167         }
 168         read_unlock(&tasklist_lock);
 169
 170         return 0;
 171 }
 172
 173 static DECLARE_COMPLETION(cpu_died);
 174
 175 /*
 176  * called on the thread which is asking for a CPU to be shutdown -
 177  * waits until shutdown has completed, or it is timed out.
 178  */
 179 void __cpu_die(unsigned int cpu)
 180 {
 181         if (!wait_for_completion_timeout(&cpu_died, msecs_to_jiffies(5000))) {
 182                 pr_err("CPU%u: cpu didn't die\n", cpu);
 183                 return;
 184         }
 185         printk(KERN_NOTICE "CPU%u: shutdown\n", cpu);
 186
 187         if (!platform_cpu_kill(cpu))
 188                 printk("CPU%u: unable to kill\n", cpu);
 189 }
 190
 191 /*
 192  * Called from the idle thread for the CPU which has been shutdown.
 193  *
 194  * Note that we disable IRQs here, but do not re-enable them
 195  * before returning to the caller. This is also the behaviour
 196  * of the other hotplug-cpu capable cores, so presumably coming
 197  * out of idle fixes this.
 198  */
 199 void __ref cpu_die(void)
 200 {
 201         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 202
 203         idle_task_exit();
 204
 205         local_irq_disable();
 206         mb();
 207
 208         /* Tell __cpu_die() that this CPU is now safe to dispose of */
 209         complete(&cpu_died);
 210
 211         /*
 212          * actual CPU shutdown procedure is at least platform (if not
 213          * CPU) specific.
 214          */
 215         platform_cpu_die(cpu);
 216
 217         /*
 218          * Do not return to the idle loop - jump back to the secondary
 219          * cpu initialisation.  There's some initialisation which needs
 220          * to be repeated to undo the effects of taking the CPU offline.
 221          */
 222         __asm__("mov    sp, %0\n"
 223         "       mov     fp, #0\n"
 224         "       b       secondary_start_kernel"
 225                 :
 226                 : "r" (task_stack_page(current) + THREAD_SIZE - 8));
 227 }
 228 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
 229
 230 /*
 231  * Called by both boot and secondaries to move global data into
 232  * per-processor storage.
 233  */
 234 static void __cpuinit smp_store_cpu_info(unsigned int cpuid)
 235 {
 236         struct cpuinfo_arm *cpu_info = &per_cpu(cpu_data, cpuid);
 237
 238         cpu_info->loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
 239
 240         store_cpu_topology(cpuid);
 241 }
 242
 243 static void percpu_timer_setup(void);
 244
 245 /*
 246  * This is the secondary CPU boot entry.  We're using this CPUs
 247  * idle thread stack, but a set of temporary page tables.
 248  */
 249 asmlinkage void __cpuinit secondary_start_kernel(void)
 250 {
 251         struct mm_struct *mm = &init_mm;
 252         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 253
 254         printk("CPU%u: Booted secondary processor\n", cpu);
 255
 256         /*
 257          * All kernel threads share the same mm context; grab a
 258          * reference and switch to it.
 259          */
 260         atomic_inc(&mm->mm_count);
 261         current->active_mm = mm;
 262         cpumask_set_cpu(cpu, mm_cpumask(mm));
 263         cpu_switch_mm(mm->pgd, mm);
 264         enter_lazy_tlb(mm, current);
 265         local_flush_tlb_all();
 266
 267         cpu_init();
 268         preempt_disable();
 269         trace_hardirqs_off();
 270
 271         /*
 272          * Give the platform a chance to do its own initialisation.
 273          */
 274         platform_secondary_init(cpu);
 275
 276         notify_cpu_starting(cpu);
 277
 278         calibrate_delay();
 279
 280         smp_store_cpu_info(cpu);
 281
 282         /*
 283          * OK, now it's safe to let the boot CPU continue.  Wait for
 284          * the CPU migration code to notice that the CPU is online
 285          * before we continue - which happens after __cpu_up returns.
 286          */
 287         set_cpu_online(cpu, true);
 288         complete(&cpu_running);
 289
 290         /*
 291          * Setup the percpu timer for this CPU.
 292          */
 293         percpu_timer_setup();
 294
 295         local_irq_enable();
 296         local_fiq_enable();
 297
 298         /*
 299          * OK, it's off to the idle thread for us
 300          */
 301         cpu_idle();
 302 }
 303
 304 void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
 305 {
 306         int cpu;
 307         unsigned long bogosum = 0;
 308
 309         for_each_online_cpu(cpu)
 310                 bogosum += per_cpu(cpu_data, cpu).loops_per_jiffy;
 311
 312         printk(KERN_INFO "SMP: Total of %d processors activated "
 313                "(%lu.%02lu BogoMIPS).\n",
 314                num_online_cpus(),
 315                bogosum / (500000/HZ),
 316                (bogosum / (5000/HZ)) % 100);
 317 }
 318
 319 void __init smp_prepare_boot_cpu(void)
 320 {
 321         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 322
 323         per_cpu(cpu_data, cpu).idle = current;
 324 }
 325
 326 void __init smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
 327 {
 328         unsigned int ncores = num_possible_cpus();
 329
 330         init_cpu_topology();
 331
 332         smp_store_cpu_info(smp_processor_id());
 333
 334         /*
 335          * are we trying to boot more cores than exist?
 336          */
 337         if (max_cpus > ncores)
 338                 max_cpus = ncores;
 339         if (ncores > 1 && max_cpus) {
 340                 /*
 341                  * Enable the local timer or broadcast device for the
 342                  * boot CPU, but only if we have more than one CPU.
 343                  */
 344                 percpu_timer_setup();
 345
 346                 /*
 347                  * Initialise the present map, which describes the set of CPUs
 348                  * actually populated at the present time. A platform should
 349                  * re-initialize the map in platform_smp_prepare_cpus() if
 350                  * present != possible (e.g. physical hotplug).
 351                  */
 352                 init_cpu_present(&cpu_possible_map);
 353
 354                 /*
 355                  * Initialise the SCU if there are more than one CPU
 356                  * and let them know where to start.
 357                  */
 358                 platform_smp_prepare_cpus(max_cpus);
 359         }
 360 }
 361
 362 static void (*smp_cross_call)(const struct cpumask *, unsigned int);
 363
 364 void __init set_smp_cross_call(void (*fn)(const struct cpumask *, unsigned int))
 365 {
 366         smp_cross_call = fn;
 367 }
 368
 369 void arch_send_call_function_ipi_mask(const struct cpumask *mask)
 370 {
 371         smp_cross_call(mask, IPI_CALL_FUNC);
 372 }
 373
 374 void arch_send_call_function_single_ipi(int cpu)
 375 {
 376         smp_cross_call(cpumask_of(cpu), IPI_CALL_FUNC_SINGLE);
 377 }
 378
 379 static const char *ipi_types[NR_IPI] = {
 380 #define S(x,s)  [x - IPI_TIMER] = s
 381         S(IPI_TIMER, "Timer broadcast interrupts"),
 382         S(IPI_RESCHEDULE, "Rescheduling interrupts"),
 383         S(IPI_CALL_FUNC, "Function call interrupts"),
 384         S(IPI_CALL_FUNC_SINGLE, "Single function call interrupts"),
 385         S(IPI_CPU_STOP, "CPU stop interrupts"),
 386 };
 387
 388 void show_ipi_list(struct seq_file *p, int prec)
 389 {
 390         unsigned int cpu, i;
 391
 392         for (i = 0; i < NR_IPI; i++) {
 393                 seq_printf(p, "%*s%u: ", prec - 1, "IPI", i);
 394
 395                 for_each_present_cpu(cpu)
 396                         seq_printf(p, "%10u ",
 397                                    __get_irq_stat(cpu, ipi_irqs[i]));
 398
 399                 seq_printf(p, " %s\n", ipi_types[i]);
 400         }
 401 }
 402
 403 u64 smp_irq_stat_cpu(unsigned int cpu)
 404 {
 405         u64 sum = 0;
 406         int i;
 407
 408         for (i = 0; i < NR_IPI; i++)
 409                 sum += __get_irq_stat(cpu, ipi_irqs[i]);
 410
 411         return sum;
 412 }
 413
 414 /*
 415  * Timer (local or broadcast) support
 416  */
 417 static DEFINE_PER_CPU(struct clock_event_device, percpu_clockevent);
 418
 419 static void ipi_timer(void)
 420 {
 421         struct clock_event_device *evt = &__get_cpu_var(percpu_clockevent);
 422         evt->event_handler(evt);
 423 }
 424
 425 #ifdef CONFIG_GENERIC_CLOCKEVENTS_BROADCAST
 426 static void smp_timer_broadcast(const struct cpumask *mask)
 427 {
 428         smp_cross_call(mask, IPI_TIMER);
 429 }
 430 #else
 431 #define smp_timer_broadcast     NULL
 432 #endif
 433
 434 static void broadcast_timer_set_mode(enum clock_event_mode mode,
 435         struct clock_event_device *evt)
 436 {
 437 }
 438
 439 static void __cpuinit broadcast_timer_setup(struct clock_event_device *evt)
 440 {
 441         evt->name       = "dummy_timer";
 442         evt->features   = CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT |
 443                           CLOCK_EVT_FEAT_PERIODIC |
 444                           CLOCK_EVT_FEAT_DUMMY;
 445         evt->rating     = 400;
 446         evt->mult       = 1;
 447         evt->set_mode   = broadcast_timer_set_mode;
 448
 449         clockevents_register_device(evt);
 450 }
 451
 452 static struct local_timer_ops *lt_ops;
 453
 454 #ifdef CONFIG_LOCAL_TIMERS
 455 int local_timer_register(struct local_timer_ops *ops)
 456 {
 457         if (lt_ops)
 458                 return -EBUSY;
 459
 460         lt_ops = ops;
 461         return 0;
 462 }
 463 #endif
 464
 465 static void __cpuinit percpu_timer_setup(void)
 466 {
 467         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 468         struct clock_event_device *evt = &per_cpu(percpu_clockevent, cpu);
 469
 470         evt->cpumask = cpumask_of(cpu);
 471         evt->broadcast = smp_timer_broadcast;
 472
 473         if (!lt_ops || lt_ops->setup(evt))
 474                 broadcast_timer_setup(evt);
 475 }
 476
 477 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 478 /*
 479  * The generic clock events code purposely does not stop the local timer
 480  * on CPU_DEAD/CPU_DEAD_FROZEN hotplug events, so we have to do it
 481  * manually here.
 482  */
 483 static void percpu_timer_stop(void)
 484 {
 485         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 486         struct clock_event_device *evt = &per_cpu(percpu_clockevent, cpu);
 487
 488         if (lt_ops)
 489                 lt_ops->stop(evt);
 490 }
 491 #endif
 492
 493 static DEFINE_RAW_SPINLOCK(stop_lock);
 494
 495 /*
 496  * ipi_cpu_stop - handle IPI from smp_send_stop()
 497  */
 498 static void ipi_cpu_stop(unsigned int cpu)
 499 {
 500         if (system_state == SYSTEM_BOOTING ||
 501             system_state == SYSTEM_RUNNING) {
 502                 raw_spin_lock(&stop_lock);
 503                 printk(KERN_CRIT "CPU%u: stopping\n", cpu);
 504                 dump_stack();
 505                 raw_spin_unlock(&stop_lock);
 506         }
 507
 508         set_cpu_online(cpu, false);
 509
 510         local_fiq_disable();
 511         local_irq_disable();
 512
 513 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 514         platform_cpu_kill(cpu);
 515 #endif
 516
 517         while (1)
 518                 cpu_relax();
 519 }
 520
 521 /*
 522  * Main handler for inter-processor interrupts
 523  */
 524 asmlinkage void __exception_irq_entry do_IPI(int ipinr, struct pt_regs *regs)
 525 {
 526         handle_IPI(ipinr, regs);
 527 }
 528
 529 void handle_IPI(int ipinr, struct pt_regs *regs)
 530 {
 531         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 532         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
 533
 534         if (ipinr >= IPI_TIMER && ipinr < IPI_TIMER + NR_IPI)
 535                 __inc_irq_stat(cpu, ipi_irqs[ipinr - IPI_TIMER]);
 536
 537         switch (ipinr) {
 538         case IPI_TIMER:
 539                 irq_enter();
 540                 ipi_timer();
 541                 irq_exit();
 542                 break;
 543
 544         case IPI_RESCHEDULE:
 545                 scheduler_ipi();
 546                 break;
 547
 548         case IPI_CALL_FUNC:
 549                 irq_enter();
 550                 generic_smp_call_function_interrupt();
 551                 irq_exit();
 552                 break;
 553
 554         case IPI_CALL_FUNC_SINGLE:
 555                 irq_enter();
 556                 generic_smp_call_function_single_interrupt();
 557                 irq_exit();
 558                 break;
 559
 560         case IPI_CPU_STOP:
 561                 irq_enter();
 562                 ipi_cpu_stop(cpu);
 563                 irq_exit();
 564                 break;
 565
 566         default:
 567                 printk(KERN_CRIT "CPU%u: Unknown IPI message 0x%x\n",
 568                        cpu, ipinr);
 569                 break;
 570         }
 571         set_irq_regs(old_regs);
 572 }
 573
 574 void smp_send_reschedule(int cpu)
 575 {
 576         smp_cross_call(cpumask_of(cpu), IPI_RESCHEDULE);
 577 }
 578
 579 void smp_send_stop(void)
 580 {
 581         unsigned long timeout;
 582
 583         if (num_online_cpus() > 1) {
 584                 cpumask_t mask = cpu_online_map;
 585                 cpu_clear(smp_processor_id(), mask);
 586
 587                 smp_cross_call(&mask, IPI_CPU_STOP);
 588         }
 589
 590         /* Wait up to one second for other CPUs to stop */
 591         timeout = USEC_PER_SEC;
 592         while (num_online_cpus() > 1 && timeout--)
 593                 udelay(1);
 594
 595         if (num_online_cpus() > 1)
 596                 pr_warning("SMP: failed to stop secondary CPUs\n");
 597 }
 598
 599 /*
 600  * not supported here
 601  */
 602 int setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
 603 {
 604         return -EINVAL;
 605 }