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