Linux 3.4.9
[linux-2.6.git] / 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         /*
255          * All kernel threads share the same mm context; grab a
256          * reference and switch to it.
257          */
258         atomic_inc(&mm->mm_count);
259         current->active_mm = mm;
260         cpumask_set_cpu(cpu, mm_cpumask(mm));
261         cpu_switch_mm(mm->pgd, mm);
262         enter_lazy_tlb(mm, current);
263         local_flush_tlb_all();
264
265         printk("CPU%u: Booted secondary processor\n", cpu);
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_mask);
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         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 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
576 static void smp_kill_cpus(cpumask_t *mask)
577 {
578         unsigned int cpu;
579         for_each_cpu(cpu, mask)
580                 platform_cpu_kill(cpu);
581 }
582 #else
583 static void smp_kill_cpus(cpumask_t *mask) { }
584 #endif
585
586 void smp_send_stop(void)
587 {
588         unsigned long timeout;
589         struct cpumask mask;
590
591         cpumask_copy(&mask, cpu_online_mask);
592         cpumask_clear_cpu(smp_processor_id(), &mask);
593         if (!cpumask_empty(&mask))
594                 smp_cross_call(&mask, IPI_CPU_STOP);
595
596         /* Wait up to one second for other CPUs to stop */
597         timeout = USEC_PER_SEC;
598         while (num_online_cpus() > 1 && timeout--)
599                 udelay(1);
600
601         if (num_online_cpus() > 1)
602                 pr_warning("SMP: failed to stop secondary CPUs\n");
603
604         smp_kill_cpus(&mask);
605 }
606
607 /*
608  * not supported here
609  */
610 int setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
611 {
612         return -EINVAL;
613 }