9746e5293249b2ec5289e5640b69e6b212b64c3c
[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/cpu.h>
21 #include <linux/smp.h>
22 #include <linux/seq_file.h>
23 #include <linux/irq.h>
24
25 #include <asm/atomic.h>
26 #include <asm/cacheflush.h>
27 #include <asm/cpu.h>
28 #include <asm/mmu_context.h>
29 #include <asm/pgtable.h>
30 #include <asm/pgalloc.h>
31 #include <asm/processor.h>
32 #include <asm/tlbflush.h>
33 #include <asm/ptrace.h>
34
35 /*
36  * bitmask of present and online CPUs.
37  * The present bitmask indicates that the CPU is physically present.
38  * The online bitmask indicates that the CPU is up and running.
39  */
40 cpumask_t cpu_possible_map;
41 EXPORT_SYMBOL(cpu_possible_map);
42 cpumask_t cpu_online_map;
43 EXPORT_SYMBOL(cpu_online_map);
44
45 /*
46  * as from 2.5, kernels no longer have an init_tasks structure
47  * so we need some other way of telling a new secondary core
48  * where to place its SVC stack
49  */
50 struct secondary_data secondary_data;
51
52 /*
53  * structures for inter-processor calls
54  * - A collection of single bit ipi messages.
55  */
56 struct ipi_data {
57         spinlock_t lock;
58         unsigned long ipi_count;
59         unsigned long bits;
60 };
61
62 static DEFINE_PER_CPU(struct ipi_data, ipi_data) = {
63         .lock   = SPIN_LOCK_UNLOCKED,
64 };
65
66 enum ipi_msg_type {
67         IPI_TIMER,
68         IPI_RESCHEDULE,
69         IPI_CALL_FUNC,
70         IPI_CPU_STOP,
71 };
72
73 struct smp_call_struct {
74         void (*func)(void *info);
75         void *info;
76         int wait;
77         cpumask_t pending;
78         cpumask_t unfinished;
79 };
80
81 static struct smp_call_struct * volatile smp_call_function_data;
82 static DEFINE_SPINLOCK(smp_call_function_lock);
83
84 int __cpuinit __cpu_up(unsigned int cpu)
85 {
86         struct cpuinfo_arm *ci = &per_cpu(cpu_data, cpu);
87         struct task_struct *idle = ci->idle;
88         pgd_t *pgd;
89         pmd_t *pmd;
90         int ret;
91
92         /*
93          * Spawn a new process manually, if not already done.
94          * Grab a pointer to its task struct so we can mess with it
95          */
96         if (!idle) {
97                 idle = fork_idle(cpu);
98                 if (IS_ERR(idle)) {
99                         printk(KERN_ERR "CPU%u: fork() failed\n", cpu);
100                         return PTR_ERR(idle);
101                 }
102                 ci->idle = idle;
103         }
104
105         /*
106          * Allocate initial page tables to allow the new CPU to
107          * enable the MMU safely.  This essentially means a set
108          * of our "standard" page tables, with the addition of
109          * a 1:1 mapping for the physical address of the kernel.
110          */
111         pgd = pgd_alloc(&init_mm);
112         pmd = pmd_offset(pgd, PHYS_OFFSET);
113         *pmd = __pmd((PHYS_OFFSET & PGDIR_MASK) |
114                      PMD_TYPE_SECT | PMD_SECT_AP_WRITE);
115
116         /*
117          * We need to tell the secondary core where to find
118          * its stack and the page tables.
119          */
120         secondary_data.stack = task_stack_page(idle) + THREAD_START_SP;
121         secondary_data.pgdir = virt_to_phys(pgd);
122         wmb();
123
124         /*
125          * Now bring the CPU into our world.
126          */
127         ret = boot_secondary(cpu, idle);
128         if (ret == 0) {
129                 unsigned long timeout;
130
131                 /*
132                  * CPU was successfully started, wait for it
133                  * to come online or time out.
134                  */
135                 timeout = jiffies + HZ;
136                 while (time_before(jiffies, timeout)) {
137                         if (cpu_online(cpu))
138                                 break;
139
140                         udelay(10);
141                         barrier();
142                 }
143
144                 if (!cpu_online(cpu))
145                         ret = -EIO;
146         }
147
148         secondary_data.stack = NULL;
149         secondary_data.pgdir = 0;
150
151         *pmd_offset(pgd, PHYS_OFFSET) = __pmd(0);
152         pgd_free(pgd);
153
154         if (ret) {
155                 printk(KERN_CRIT "CPU%u: processor failed to boot\n", cpu);
156
157                 /*
158                  * FIXME: We need to clean up the new idle thread. --rmk
159                  */
160         }
161
162         return ret;
163 }
164
165 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
166 /*
167  * __cpu_disable runs on the processor to be shutdown.
168  */
169 int __cpuexit __cpu_disable(void)
170 {
171         unsigned int cpu = smp_processor_id();
172         struct task_struct *p;
173         int ret;
174
175         ret = mach_cpu_disable(cpu);
176         if (ret)
177                 return ret;
178
179         /*
180          * Take this CPU offline.  Once we clear this, we can't return,
181          * and we must not schedule until we're ready to give up the cpu.
182          */
183         cpu_clear(cpu, cpu_online_map);
184
185         /*
186          * OK - migrate IRQs away from this CPU
187          */
188         migrate_irqs();
189
190         /*
191          * Stop the local timer for this CPU.
192          */
193         local_timer_stop(cpu);
194
195         /*
196          * Flush user cache and TLB mappings, and then remove this CPU
197          * from the vm mask set of all processes.
198          */
199         flush_cache_all();
200         local_flush_tlb_all();
201
202         read_lock(&tasklist_lock);
203         for_each_process(p) {
204                 if (p->mm)
205                         cpu_clear(cpu, p->mm->cpu_vm_mask);
206         }
207         read_unlock(&tasklist_lock);
208
209         return 0;
210 }
211
212 /*
213  * called on the thread which is asking for a CPU to be shutdown -
214  * waits until shutdown has completed, or it is timed out.
215  */
216 void __cpuexit __cpu_die(unsigned int cpu)
217 {
218         if (!platform_cpu_kill(cpu))
219                 printk("CPU%u: unable to kill\n", cpu);
220 }
221
222 /*
223  * Called from the idle thread for the CPU which has been shutdown.
224  *
225  * Note that we disable IRQs here, but do not re-enable them
226  * before returning to the caller. This is also the behaviour
227  * of the other hotplug-cpu capable cores, so presumably coming
228  * out of idle fixes this.
229  */
230 void __cpuexit cpu_die(void)
231 {
232         unsigned int cpu = smp_processor_id();
233
234         local_irq_disable();
235         idle_task_exit();
236
237         /*
238          * actual CPU shutdown procedure is at least platform (if not
239          * CPU) specific
240          */
241         platform_cpu_die(cpu);
242
243         /*
244          * Do not return to the idle loop - jump back to the secondary
245          * cpu initialisation.  There's some initialisation which needs
246          * to be repeated to undo the effects of taking the CPU offline.
247          */
248         __asm__("mov    sp, %0\n"
249         "       b       secondary_start_kernel"
250                 :
251                 : "r" (task_stack_page(current) + THREAD_SIZE - 8));
252 }
253 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
254
255 /*
256  * This is the secondary CPU boot entry.  We're using this CPUs
257  * idle thread stack, but a set of temporary page tables.
258  */
259 asmlinkage void __cpuinit secondary_start_kernel(void)
260 {
261         struct mm_struct *mm = &init_mm;
262         unsigned int cpu = smp_processor_id();
263
264         printk("CPU%u: Booted secondary processor\n", cpu);
265
266         /*
267          * All kernel threads share the same mm context; grab a
268          * reference and switch to it.
269          */
270         atomic_inc(&mm->mm_users);
271         atomic_inc(&mm->mm_count);
272         current->active_mm = mm;
273         cpu_set(cpu, mm->cpu_vm_mask);
274         cpu_switch_mm(mm->pgd, mm);
275         enter_lazy_tlb(mm, current);
276         local_flush_tlb_all();
277
278         cpu_init();
279         preempt_disable();
280
281         /*
282          * Give the platform a chance to do its own initialisation.
283          */
284         platform_secondary_init(cpu);
285
286         /*
287          * Enable local interrupts.
288          */
289         local_irq_enable();
290         local_fiq_enable();
291
292         calibrate_delay();
293
294         smp_store_cpu_info(cpu);
295
296         /*
297          * OK, now it's safe to let the boot CPU continue
298          */
299         cpu_set(cpu, cpu_online_map);
300
301         /*
302          * Setup local timer for this CPU.
303          */
304         local_timer_setup(cpu);
305
306         /*
307          * OK, it's off to the idle thread for us
308          */
309         cpu_idle();
310 }
311
312 /*
313  * Called by both boot and secondaries to move global data into
314  * per-processor storage.
315  */
316 void __cpuinit smp_store_cpu_info(unsigned int cpuid)
317 {
318         struct cpuinfo_arm *cpu_info = &per_cpu(cpu_data, cpuid);
319
320         cpu_info->loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
321 }
322
323 void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
324 {
325         int cpu;
326         unsigned long bogosum = 0;
327
328         for_each_online_cpu(cpu)
329                 bogosum += per_cpu(cpu_data, cpu).loops_per_jiffy;
330
331         printk(KERN_INFO "SMP: Total of %d processors activated "
332                "(%lu.%02lu BogoMIPS).\n",
333                num_online_cpus(),
334                bogosum / (500000/HZ),
335                (bogosum / (5000/HZ)) % 100);
336 }
337
338 void __init smp_prepare_boot_cpu(void)
339 {
340         unsigned int cpu = smp_processor_id();
341
342         per_cpu(cpu_data, cpu).idle = current;
343 }
344
345 static void send_ipi_message(cpumask_t callmap, enum ipi_msg_type msg)
346 {
347         unsigned long flags;
348         unsigned int cpu;
349
350         local_irq_save(flags);
351
352         for_each_cpu_mask(cpu, callmap) {
353                 struct ipi_data *ipi = &per_cpu(ipi_data, cpu);
354
355                 spin_lock(&ipi->lock);
356                 ipi->bits |= 1 << msg;
357                 spin_unlock(&ipi->lock);
358         }
359
360         /*
361          * Call the platform specific cross-CPU call function.
362          */
363         smp_cross_call(callmap);
364
365         local_irq_restore(flags);
366 }
367
368 /*
369  * You must not call this function with disabled interrupts, from a
370  * hardware interrupt handler, nor from a bottom half handler.
371  */
372 static int smp_call_function_on_cpu(void (*func)(void *info), void *info,
373                                     int retry, int wait, cpumask_t callmap)
374 {
375         struct smp_call_struct data;
376         unsigned long timeout;
377         int ret = 0;
378
379         data.func = func;
380         data.info = info;
381         data.wait = wait;
382
383         cpu_clear(smp_processor_id(), callmap);
384         if (cpus_empty(callmap))
385                 goto out;
386
387         data.pending = callmap;
388         if (wait)
389                 data.unfinished = callmap;
390
391         /*
392          * try to get the mutex on smp_call_function_data
393          */
394         spin_lock(&smp_call_function_lock);
395         smp_call_function_data = &data;
396
397         send_ipi_message(callmap, IPI_CALL_FUNC);
398
399         timeout = jiffies + HZ;
400         while (!cpus_empty(data.pending) && time_before(jiffies, timeout))
401                 barrier();
402
403         /*
404          * did we time out?
405          */
406         if (!cpus_empty(data.pending)) {
407                 /*
408                  * this may be causing our panic - report it
409                  */
410                 printk(KERN_CRIT
411                        "CPU%u: smp_call_function timeout for %p(%p)\n"
412                        "      callmap %lx pending %lx, %swait\n",
413                        smp_processor_id(), func, info, *cpus_addr(callmap),
414                        *cpus_addr(data.pending), wait ? "" : "no ");
415
416                 /*
417                  * TRACE
418                  */
419                 timeout = jiffies + (5 * HZ);
420                 while (!cpus_empty(data.pending) && time_before(jiffies, timeout))
421                         barrier();
422
423                 if (cpus_empty(data.pending))
424                         printk(KERN_CRIT "     RESOLVED\n");
425                 else
426                         printk(KERN_CRIT "     STILL STUCK\n");
427         }
428
429         /*
430          * whatever happened, we're done with the data, so release it
431          */
432         smp_call_function_data = NULL;
433         spin_unlock(&smp_call_function_lock);
434
435         if (!cpus_empty(data.pending)) {
436                 ret = -ETIMEDOUT;
437                 goto out;
438         }
439
440         if (wait)
441                 while (!cpus_empty(data.unfinished))
442                         barrier();
443  out:
444
445         return 0;
446 }
447
448 int smp_call_function(void (*func)(void *info), void *info, int retry,
449                       int wait)
450 {
451         return smp_call_function_on_cpu(func, info, retry, wait,
452                                         cpu_online_map);
453 }
454 EXPORT_SYMBOL_GPL(smp_call_function);
455
456 void show_ipi_list(struct seq_file *p)
457 {
458         unsigned int cpu;
459
460         seq_puts(p, "IPI:");
461
462         for_each_present_cpu(cpu)
463                 seq_printf(p, " %10lu", per_cpu(ipi_data, cpu).ipi_count);
464
465         seq_putc(p, '\n');
466 }
467
468 void show_local_irqs(struct seq_file *p)
469 {
470         unsigned int cpu;
471
472         seq_printf(p, "LOC: ");
473
474         for_each_present_cpu(cpu)
475                 seq_printf(p, "%10u ", irq_stat[cpu].local_timer_irqs);
476
477         seq_putc(p, '\n');
478 }
479
480 static void ipi_timer(void)
481 {
482         irq_enter();
483         profile_tick(CPU_PROFILING);
484         update_process_times(user_mode(get_irq_regs()));
485         irq_exit();
486 }
487
488 #ifdef CONFIG_LOCAL_TIMERS
489 asmlinkage void __exception do_local_timer(struct pt_regs *regs)
490 {
491         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
492         int cpu = smp_processor_id();
493
494         if (local_timer_ack()) {
495                 irq_stat[cpu].local_timer_irqs++;
496                 ipi_timer();
497         }
498
499         set_irq_regs(old_regs);
500 }
501 #endif
502
503 /*
504  * ipi_call_function - handle IPI from smp_call_function()
505  *
506  * Note that we copy data out of the cross-call structure and then
507  * let the caller know that we're here and have done with their data
508  */
509 static void ipi_call_function(unsigned int cpu)
510 {
511         struct smp_call_struct *data = smp_call_function_data;
512         void (*func)(void *info) = data->func;
513         void *info = data->info;
514         int wait = data->wait;
515
516         cpu_clear(cpu, data->pending);
517
518         func(info);
519
520         if (wait)
521                 cpu_clear(cpu, data->unfinished);
522 }
523
524 static DEFINE_SPINLOCK(stop_lock);
525
526 /*
527  * ipi_cpu_stop - handle IPI from smp_send_stop()
528  */
529 static void ipi_cpu_stop(unsigned int cpu)
530 {
531         spin_lock(&stop_lock);
532         printk(KERN_CRIT "CPU%u: stopping\n", cpu);
533         dump_stack();
534         spin_unlock(&stop_lock);
535
536         cpu_clear(cpu, cpu_online_map);
537
538         local_fiq_disable();
539         local_irq_disable();
540
541         while (1)
542                 cpu_relax();
543 }
544
545 /*
546  * Main handler for inter-processor interrupts
547  *
548  * For ARM, the ipimask now only identifies a single
549  * category of IPI (Bit 1 IPIs have been replaced by a
550  * different mechanism):
551  *
552  *  Bit 0 - Inter-processor function call
553  */
554 asmlinkage void __exception do_IPI(struct pt_regs *regs)
555 {
556         unsigned int cpu = smp_processor_id();
557         struct ipi_data *ipi = &per_cpu(ipi_data, cpu);
558         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
559
560         ipi->ipi_count++;
561
562         for (;;) {
563                 unsigned long msgs;
564
565                 spin_lock(&ipi->lock);
566                 msgs = ipi->bits;
567                 ipi->bits = 0;
568                 spin_unlock(&ipi->lock);
569
570                 if (!msgs)
571                         break;
572
573                 do {
574                         unsigned nextmsg;
575
576                         nextmsg = msgs & -msgs;
577                         msgs &= ~nextmsg;
578                         nextmsg = ffz(~nextmsg);
579
580                         switch (nextmsg) {
581                         case IPI_TIMER:
582                                 ipi_timer();
583                                 break;
584
585                         case IPI_RESCHEDULE:
586                                 /*
587                                  * nothing more to do - eveything is
588                                  * done on the interrupt return path
589                                  */
590                                 break;
591
592                         case IPI_CALL_FUNC:
593                                 ipi_call_function(cpu);
594                                 break;
595
596                         case IPI_CPU_STOP:
597                                 ipi_cpu_stop(cpu);
598                                 break;
599
600                         default:
601                                 printk(KERN_CRIT "CPU%u: Unknown IPI message 0x%x\n",
602                                        cpu, nextmsg);
603                                 break;
604                         }
605                 } while (msgs);
606         }
607
608         set_irq_regs(old_regs);
609 }
610
611 void smp_send_reschedule(int cpu)
612 {
613         send_ipi_message(cpumask_of_cpu(cpu), IPI_RESCHEDULE);
614 }
615
616 void smp_send_timer(void)
617 {
618         cpumask_t mask = cpu_online_map;
619         cpu_clear(smp_processor_id(), mask);
620         send_ipi_message(mask, IPI_TIMER);
621 }
622
623 void smp_send_stop(void)
624 {
625         cpumask_t mask = cpu_online_map;
626         cpu_clear(smp_processor_id(), mask);
627         send_ipi_message(mask, IPI_CPU_STOP);
628 }
629
630 /*
631  * not supported here
632  */
633 int setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
634 {
635         return -EINVAL;
636 }
637
638 static int
639 on_each_cpu_mask(void (*func)(void *), void *info, int retry, int wait,
640                  cpumask_t mask)
641 {
642         int ret = 0;
643
644         preempt_disable();
645
646         ret = smp_call_function_on_cpu(func, info, retry, wait, mask);
647         if (cpu_isset(smp_processor_id(), mask))
648                 func(info);
649
650         preempt_enable();
651
652         return ret;
653 }
654
655 /**********************************************************************/
656
657 /*
658  * TLB operations
659  */
660 struct tlb_args {
661         struct vm_area_struct *ta_vma;
662         unsigned long ta_start;
663         unsigned long ta_end;
664 };
665
666 static inline void ipi_flush_tlb_all(void *ignored)
667 {
668         local_flush_tlb_all();
669 }
670
671 static inline void ipi_flush_tlb_mm(void *arg)
672 {
673         struct mm_struct *mm = (struct mm_struct *)arg;
674
675         local_flush_tlb_mm(mm);
676 }
677
678 static inline void ipi_flush_tlb_page(void *arg)
679 {
680         struct tlb_args *ta = (struct tlb_args *)arg;
681
682         local_flush_tlb_page(ta->ta_vma, ta->ta_start);
683 }
684
685 static inline void ipi_flush_tlb_kernel_page(void *arg)
686 {
687         struct tlb_args *ta = (struct tlb_args *)arg;
688
689         local_flush_tlb_kernel_page(ta->ta_start);
690 }
691
692 static inline void ipi_flush_tlb_range(void *arg)
693 {
694         struct tlb_args *ta = (struct tlb_args *)arg;
695
696         local_flush_tlb_range(ta->ta_vma, ta->ta_start, ta->ta_end);
697 }
698
699 static inline void ipi_flush_tlb_kernel_range(void *arg)
700 {
701         struct tlb_args *ta = (struct tlb_args *)arg;
702
703         local_flush_tlb_kernel_range(ta->ta_start, ta->ta_end);
704 }
705
706 void flush_tlb_all(void)
707 {
708         on_each_cpu(ipi_flush_tlb_all, NULL, 1, 1);
709 }
710
711 void flush_tlb_mm(struct mm_struct *mm)
712 {
713         cpumask_t mask = mm->cpu_vm_mask;
714
715         on_each_cpu_mask(ipi_flush_tlb_mm, mm, 1, 1, mask);
716 }
717
718 void flush_tlb_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long uaddr)
719 {
720         cpumask_t mask = vma->vm_mm->cpu_vm_mask;
721         struct tlb_args ta;
722
723         ta.ta_vma = vma;
724         ta.ta_start = uaddr;
725
726         on_each_cpu_mask(ipi_flush_tlb_page, &ta, 1, 1, mask);
727 }
728
729 void flush_tlb_kernel_page(unsigned long kaddr)
730 {
731         struct tlb_args ta;
732
733         ta.ta_start = kaddr;
734
735         on_each_cpu(ipi_flush_tlb_kernel_page, &ta, 1, 1);
736 }
737
738 void flush_tlb_range(struct vm_area_struct *vma,
739                      unsigned long start, unsigned long end)
740 {
741         cpumask_t mask = vma->vm_mm->cpu_vm_mask;
742         struct tlb_args ta;
743
744         ta.ta_vma = vma;
745         ta.ta_start = start;
746         ta.ta_end = end;
747
748         on_each_cpu_mask(ipi_flush_tlb_range, &ta, 1, 1, mask);
749 }
750
751 void flush_tlb_kernel_range(unsigned long start, unsigned long end)
752 {
753         struct tlb_args ta;
754
755         ta.ta_start = start;
756         ta.ta_end = end;
757
758         on_each_cpu(ipi_flush_tlb_kernel_range, &ta, 1, 1);
759 }