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 int __cpu_logical_map[NR_CPUS];
 237
 238 void __init smp_setup_processor_id(void)
 239 {
 240         int i;
 241         u32 cpu = is_smp() ? read_cpuid_mpidr() & 0xff : 0;
 242
 243         cpu_logical_map(0) = cpu;
 244         for (i = 1; i < NR_CPUS; ++i)
 245                 cpu_logical_map(i) = i == cpu ? 0 : i;
 246
 247         printk(KERN_INFO "Booting Linux on physical CPU %d\n", cpu);
 248 }
 249
 250 /*
 251  * Called by both boot and secondaries to move global data into
 252  * per-processor storage.
 253  */
 254 static void __cpuinit smp_store_cpu_info(unsigned int cpuid)
 255 {
 256         struct cpuinfo_arm *cpu_info = &per_cpu(cpu_data, cpuid);
 257
 258         cpu_info->loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
 259
 260         store_cpu_topology(cpuid);
 261 }
 262
 263 /*
 264  * This is the secondary CPU boot entry.  We're using this CPUs
 265  * idle thread stack, but a set of temporary page tables.
 266  */
 267 asmlinkage void __cpuinit secondary_start_kernel(void)
 268 {
 269         struct mm_struct *mm = &init_mm;
 270         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 271
 272         printk("CPU%u: Booted secondary processor\n", cpu);
 273
 274         /*
 275          * All kernel threads share the same mm context; grab a
 276          * reference and switch to it.
 277          */
 278         atomic_inc(&mm->mm_count);
 279         current->active_mm = mm;
 280         cpumask_set_cpu(cpu, mm_cpumask(mm));
 281         cpu_switch_mm(mm->pgd, mm);
 282         enter_lazy_tlb(mm, current);
 283         local_flush_tlb_all();
 284
 285         cpu_init();
 286         preempt_disable();
 287         trace_hardirqs_off();
 288
 289         /*
 290          * Give the platform a chance to do its own initialisation.
 291          */
 292         platform_secondary_init(cpu);
 293
 294         notify_cpu_starting(cpu);
 295
 296         calibrate_delay();
 297
 298         smp_store_cpu_info(cpu);
 299
 300         /*
 301          * OK, now it's safe to let the boot CPU continue.  Wait for
 302          * the CPU migration code to notice that the CPU is online
 303          * before we continue.
 304          */
 305         set_cpu_online(cpu, true);
 306
 307         /*
 308          * Setup the percpu timer for this CPU.
 309          */
 310         percpu_timer_setup();
 311
 312         while (!cpu_active(cpu))
 313                 cpu_relax();
 314
 315         /*
 316          * cpu_active bit is set, so it's safe to enalbe interrupts
 317          * now.
 318          */
 319         local_irq_enable();
 320         local_fiq_enable();
 321
 322         /*
 323          * OK, it's off to the idle thread for us
 324          */
 325         cpu_idle();
 326 }
 327
 328 void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
 329 {
 330         int cpu;
 331         unsigned long bogosum = 0;
 332
 333         for_each_online_cpu(cpu)
 334                 bogosum += per_cpu(cpu_data, cpu).loops_per_jiffy;
 335
 336         printk(KERN_INFO "SMP: Total of %d processors activated "
 337                "(%lu.%02lu BogoMIPS).\n",
 338                num_online_cpus(),
 339                bogosum / (500000/HZ),
 340                (bogosum / (5000/HZ)) % 100);
 341 }
 342
 343 void __init smp_prepare_boot_cpu(void)
 344 {
 345         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 346
 347         per_cpu(cpu_data, cpu).idle = current;
 348 }
 349
 350 void __init smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
 351 {
 352         unsigned int ncores = num_possible_cpus();
 353
 354         init_cpu_topology();
 355
 356         smp_store_cpu_info(smp_processor_id());
 357
 358         /*
 359          * are we trying to boot more cores than exist?
 360          */
 361         if (max_cpus > ncores)
 362                 max_cpus = ncores;
 363         if (ncores > 1 && max_cpus) {
 364                 /*
 365                  * Enable the local timer or broadcast device for the
 366                  * boot CPU, but only if we have more than one CPU.
 367                  */
 368                 percpu_timer_setup();
 369
 370                 /*
 371                  * Initialise the present map, which describes the set of CPUs
 372                  * actually populated at the present time. A platform should
 373                  * re-initialize the map in platform_smp_prepare_cpus() if
 374                  * present != possible (e.g. physical hotplug).
 375                  */
 376                 init_cpu_present(&cpu_possible_map);
 377
 378                 /*
 379                  * Initialise the SCU if there are more than one CPU
 380                  * and let them know where to start.
 381                  */
 382                 platform_smp_prepare_cpus(max_cpus);
 383         }
 384 }
 385
 386 static void (*smp_cross_call)(const struct cpumask *, unsigned int);
 387
 388 void __init set_smp_cross_call(void (*fn)(const struct cpumask *, unsigned int))
 389 {
 390         smp_cross_call = fn;
 391 }
 392
 393 void arch_send_call_function_ipi_mask(const struct cpumask *mask)
 394 {
 395         smp_cross_call(mask, IPI_CALL_FUNC);
 396 }
 397
 398 void arch_send_call_function_single_ipi(int cpu)
 399 {
 400         smp_cross_call(cpumask_of(cpu), IPI_CALL_FUNC_SINGLE);
 401 }
 402
 403 static const char *ipi_types[NR_IPI] = {
 404 #define S(x,s)  [x - IPI_TIMER] = s
 405         S(IPI_TIMER, "Timer broadcast interrupts"),
 406         S(IPI_RESCHEDULE, "Rescheduling interrupts"),
 407         S(IPI_CALL_FUNC, "Function call interrupts"),
 408         S(IPI_CALL_FUNC_SINGLE, "Single function call interrupts"),
 409         S(IPI_CPU_STOP, "CPU stop interrupts"),
 410 };
 411
 412 void show_ipi_list(struct seq_file *p, int prec)
 413 {
 414         unsigned int cpu, i;
 415
 416         for (i = 0; i < NR_IPI; i++) {
 417                 seq_printf(p, "%*s%u: ", prec - 1, "IPI", i);
 418
 419                 for_each_present_cpu(cpu)
 420                         seq_printf(p, "%10u ",
 421                                    __get_irq_stat(cpu, ipi_irqs[i]));
 422
 423                 seq_printf(p, " %s\n", ipi_types[i]);
 424         }
 425 }
 426
 427 u64 smp_irq_stat_cpu(unsigned int cpu)
 428 {
 429         u64 sum = 0;
 430         int i;
 431
 432         for (i = 0; i < NR_IPI; i++)
 433                 sum += __get_irq_stat(cpu, ipi_irqs[i]);
 434
 435         return sum;
 436 }
 437
 438 /*
 439  * Timer (local or broadcast) support
 440  */
 441 static DEFINE_PER_CPU(struct clock_event_device, percpu_clockevent);
 442
 443 static void ipi_timer(void)
 444 {
 445         struct clock_event_device *evt = &__get_cpu_var(percpu_clockevent);
 446         irq_enter();
 447         evt->event_handler(evt);
 448         irq_exit();
 449 }
 450
 451 #ifdef CONFIG_GENERIC_CLOCKEVENTS_BROADCAST
 452 static void smp_timer_broadcast(const struct cpumask *mask)
 453 {
 454         smp_cross_call(mask, IPI_TIMER);
 455 }
 456 #else
 457 #define smp_timer_broadcast     NULL
 458 #endif
 459
 460 static void broadcast_timer_set_mode(enum clock_event_mode mode,
 461         struct clock_event_device *evt)
 462 {
 463 }
 464
 465 static void __cpuinit broadcast_timer_setup(struct clock_event_device *evt)
 466 {
 467         evt->name       = "dummy_timer";
 468         evt->features   = CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT |
 469                           CLOCK_EVT_FEAT_PERIODIC |
 470                           CLOCK_EVT_FEAT_DUMMY;
 471         evt->rating     = 400;
 472         evt->mult       = 1;
 473         evt->set_mode   = broadcast_timer_set_mode;
 474
 475         clockevents_register_device(evt);
 476 }
 477
 478 void __cpuinit percpu_timer_setup(void)
 479 {
 480         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 481         struct clock_event_device *evt = &per_cpu(percpu_clockevent, cpu);
 482
 483         evt->cpumask = cpumask_of(cpu);
 484         evt->broadcast = smp_timer_broadcast;
 485
 486         if (local_timer_setup(evt))
 487                 broadcast_timer_setup(evt);
 488 }
 489
 490 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 491 /*
 492  * The generic clock events code purposely does not stop the local timer
 493  * on CPU_DEAD/CPU_DEAD_FROZEN hotplug events, so we have to do it
 494  * manually here.
 495  */
 496 static void percpu_timer_stop(void)
 497 {
 498         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 499         struct clock_event_device *evt = &per_cpu(percpu_clockevent, cpu);
 500
 501         local_timer_stop(evt);
 502 }
 503 #endif
 504
 505 static DEFINE_RAW_SPINLOCK(stop_lock);
 506
 507 /*
 508  * ipi_cpu_stop - handle IPI from smp_send_stop()
 509  */
 510 static void ipi_cpu_stop(unsigned int cpu)
 511 {
 512         if (system_state == SYSTEM_BOOTING ||
 513             system_state == SYSTEM_RUNNING) {
 514                 raw_spin_lock(&stop_lock);
 515                 printk(KERN_CRIT "CPU%u: stopping\n", cpu);
 516                 dump_stack();
 517                 raw_spin_unlock(&stop_lock);
 518         }
 519
 520         set_cpu_online(cpu, false);
 521
 522         local_fiq_disable();
 523         local_irq_disable();
 524
 525 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 526         platform_cpu_kill(cpu);
 527 #endif
 528
 529         while (1)
 530                 cpu_relax();
 531 }
 532
 533 /*
 534  * Main handler for inter-processor interrupts
 535  */
 536 asmlinkage void __exception_irq_entry do_IPI(int ipinr, struct pt_regs *regs)
 537 {
 538         handle_IPI(ipinr, regs);
 539 }
 540
 541 void handle_IPI(int ipinr, struct pt_regs *regs)
 542 {
 543         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 544         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
 545
 546         if (ipinr >= IPI_TIMER && ipinr < IPI_TIMER + NR_IPI)
 547                 __inc_irq_stat(cpu, ipi_irqs[ipinr - IPI_TIMER]);
 548
 549         switch (ipinr) {
 550         case IPI_TIMER:
 551                 ipi_timer();
 552                 break;
 553
 554         case IPI_RESCHEDULE:
 555                 scheduler_ipi();
 556                 break;
 557
 558         case IPI_CALL_FUNC:
 559                 generic_smp_call_function_interrupt();
 560                 break;
 561
 562         case IPI_CALL_FUNC_SINGLE:
 563                 generic_smp_call_function_single_interrupt();
 564                 break;
 565
 566         case IPI_CPU_STOP:
 567                 ipi_cpu_stop(cpu);
 568                 break;
 569
 570         default:
 571                 printk(KERN_CRIT "CPU%u: Unknown IPI message 0x%x\n",
 572                        cpu, ipinr);
 573                 break;
 574         }
 575         set_irq_regs(old_regs);
 576 }
 577
 578 void smp_send_reschedule(int cpu)
 579 {
 580         smp_cross_call(cpumask_of(cpu), IPI_RESCHEDULE);
 581 }
 582
 583 void smp_send_stop(void)
 584 {
 585         unsigned long timeout;
 586
 587         if (num_online_cpus() > 1) {
 588                 cpumask_t mask = cpu_online_map;
 589                 cpu_clear(smp_processor_id(), mask);
 590
 591                 smp_cross_call(&mask, IPI_CPU_STOP);
 592         }
 593
 594         /* Wait up to one second for other CPUs to stop */
 595         timeout = USEC_PER_SEC;
 596         while (num_online_cpus() > 1 && timeout--)
 597                 udelay(1);
 598
 599         if (num_online_cpus() > 1)
 600                 pr_warning("SMP: failed to stop secondary CPUs\n");
 601 }
 602
 603 /*
 604  * not supported here
 605  */
 606 int setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
 607 {
 608         return -EINVAL;
 609 }