ARM: 6942/1: mm: make TTBR1 always point to swapper_pg_dir on ARMv6/7
[linux-3.10.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/ftrace.h>
20 #include <linux/mm.h>
21 #include <linux/err.h>
22 #include <linux/cpu.h>
23 #include <linux/smp.h>
24 #include <linux/seq_file.h>
25 #include <linux/irq.h>
26 #include <linux/percpu.h>
27 #include <linux/clockchips.h>
28 #include <linux/completion.h>
29
30 #include <asm/atomic.h>
31 #include <asm/cacheflush.h>
32 #include <asm/cpu.h>
33 #include <asm/cputype.h>
34 #include <asm/mmu_context.h>
35 #include <asm/pgtable.h>
36 #include <asm/pgalloc.h>
37 #include <asm/processor.h>
38 #include <asm/sections.h>
39 #include <asm/tlbflush.h>
40 #include <asm/ptrace.h>
41 #include <asm/localtimer.h>
42
43 /*
44  * as from 2.5, kernels no longer have an init_tasks structure
45  * so we need some other way of telling a new secondary core
46  * where to place its SVC stack
47  */
48 struct secondary_data secondary_data;
49
50 enum ipi_msg_type {
51         IPI_TIMER = 2,
52         IPI_RESCHEDULE,
53         IPI_CALL_FUNC,
54         IPI_CALL_FUNC_SINGLE,
55         IPI_CPU_STOP,
56 };
57
58 int __cpuinit __cpu_up(unsigned int cpu)
59 {
60         struct cpuinfo_arm *ci = &per_cpu(cpu_data, cpu);
61         struct task_struct *idle = ci->idle;
62         pgd_t *pgd;
63         int ret;
64
65         /*
66          * Spawn a new process manually, if not already done.
67          * Grab a pointer to its task struct so we can mess with it
68          */
69         if (!idle) {
70                 idle = fork_idle(cpu);
71                 if (IS_ERR(idle)) {
72                         printk(KERN_ERR "CPU%u: fork() failed\n", cpu);
73                         return PTR_ERR(idle);
74                 }
75                 ci->idle = idle;
76         } else {
77                 /*
78                  * Since this idle thread is being re-used, call
79                  * init_idle() to reinitialize the thread structure.
80                  */
81                 init_idle(idle, cpu);
82         }
83
84         /*
85          * Allocate initial page tables to allow the new CPU to
86          * enable the MMU safely.  This essentially means a set
87          * of our "standard" page tables, with the addition of
88          * a 1:1 mapping for the physical address of the kernel.
89          */
90         pgd = pgd_alloc(&init_mm);
91         if (!pgd)
92                 return -ENOMEM;
93
94         if (PHYS_OFFSET != PAGE_OFFSET) {
95 #ifndef CONFIG_HOTPLUG_CPU
96                 identity_mapping_add(pgd, __pa(__init_begin), __pa(__init_end));
97 #endif
98                 identity_mapping_add(pgd, __pa(_stext), __pa(_etext));
99                 identity_mapping_add(pgd, __pa(_sdata), __pa(_edata));
100         }
101
102         /*
103          * We need to tell the secondary core where to find
104          * its stack and the page tables.
105          */
106         secondary_data.stack = task_stack_page(idle) + THREAD_START_SP;
107         secondary_data.pgdir = virt_to_phys(pgd);
108         secondary_data.swapper_pg_dir = virt_to_phys(swapper_pg_dir);
109         __cpuc_flush_dcache_area(&secondary_data, sizeof(secondary_data));
110         outer_clean_range(__pa(&secondary_data), __pa(&secondary_data + 1));
111
112         /*
113          * Now bring the CPU into our world.
114          */
115         ret = boot_secondary(cpu, idle);
116         if (ret == 0) {
117                 unsigned long timeout;
118
119                 /*
120                  * CPU was successfully started, wait for it
121                  * to come online or time out.
122                  */
123                 timeout = jiffies + HZ;
124                 while (time_before(jiffies, timeout)) {
125                         if (cpu_online(cpu))
126                                 break;
127
128                         udelay(10);
129                         barrier();
130                 }
131
132                 if (!cpu_online(cpu)) {
133                         pr_crit("CPU%u: failed to come online\n", cpu);
134                         ret = -EIO;
135                 }
136         } else {
137                 pr_err("CPU%u: failed to boot: %d\n", cpu, ret);
138         }
139
140         secondary_data.stack = NULL;
141         secondary_data.pgdir = 0;
142
143         if (PHYS_OFFSET != PAGE_OFFSET) {
144 #ifndef CONFIG_HOTPLUG_CPU
145                 identity_mapping_del(pgd, __pa(__init_begin), __pa(__init_end));
146 #endif
147                 identity_mapping_del(pgd, __pa(_stext), __pa(_etext));
148                 identity_mapping_del(pgd, __pa(_sdata), __pa(_edata));
149         }
150
151         pgd_free(&init_mm, pgd);
152
153         return ret;
154 }
155
156 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
157 static void percpu_timer_stop(void);
158
159 /*
160  * __cpu_disable runs on the processor to be shutdown.
161  */
162 int __cpu_disable(void)
163 {
164         unsigned int cpu = smp_processor_id();
165         struct task_struct *p;
166         int ret;
167
168         ret = platform_cpu_disable(cpu);
169         if (ret)
170                 return ret;
171
172         /*
173          * Take this CPU offline.  Once we clear this, we can't return,
174          * and we must not schedule until we're ready to give up the cpu.
175          */
176         set_cpu_online(cpu, false);
177
178         /*
179          * OK - migrate IRQs away from this CPU
180          */
181         migrate_irqs();
182
183         /*
184          * Stop the local timer for this CPU.
185          */
186         percpu_timer_stop();
187
188         /*
189          * Flush user cache and TLB mappings, and then remove this CPU
190          * from the vm mask set of all processes.
191          */
192         flush_cache_all();
193         local_flush_tlb_all();
194
195         read_lock(&tasklist_lock);
196         for_each_process(p) {
197                 if (p->mm)
198                         cpumask_clear_cpu(cpu, mm_cpumask(p->mm));
199         }
200         read_unlock(&tasklist_lock);
201
202         return 0;
203 }
204
205 static DECLARE_COMPLETION(cpu_died);
206
207 /*
208  * called on the thread which is asking for a CPU to be shutdown -
209  * waits until shutdown has completed, or it is timed out.
210  */
211 void __cpu_die(unsigned int cpu)
212 {
213         if (!wait_for_completion_timeout(&cpu_died, msecs_to_jiffies(5000))) {
214                 pr_err("CPU%u: cpu didn't die\n", cpu);
215                 return;
216         }
217         printk(KERN_NOTICE "CPU%u: shutdown\n", cpu);
218
219         if (!platform_cpu_kill(cpu))
220                 printk("CPU%u: unable to kill\n", cpu);
221 }
222
223 /*
224  * Called from the idle thread for the CPU which has been shutdown.
225  *
226  * Note that we disable IRQs here, but do not re-enable them
227  * before returning to the caller. This is also the behaviour
228  * of the other hotplug-cpu capable cores, so presumably coming
229  * out of idle fixes this.
230  */
231 void __ref cpu_die(void)
232 {
233         unsigned int cpu = smp_processor_id();
234
235         idle_task_exit();
236
237         local_irq_disable();
238         mb();
239
240         /* Tell __cpu_die() that this CPU is now safe to dispose of */
241         complete(&cpu_died);
242
243         /*
244          * actual CPU shutdown procedure is at least platform (if not
245          * CPU) specific.
246          */
247         platform_cpu_die(cpu);
248
249         /*
250          * Do not return to the idle loop - jump back to the secondary
251          * cpu initialisation.  There's some initialisation which needs
252          * to be repeated to undo the effects of taking the CPU offline.
253          */
254         __asm__("mov    sp, %0\n"
255         "       mov     fp, #0\n"
256         "       b       secondary_start_kernel"
257                 :
258                 : "r" (task_stack_page(current) + THREAD_SIZE - 8));
259 }
260 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
261
262 /*
263  * Called by both boot and secondaries to move global data into
264  * per-processor storage.
265  */
266 static void __cpuinit smp_store_cpu_info(unsigned int cpuid)
267 {
268         struct cpuinfo_arm *cpu_info = &per_cpu(cpu_data, cpuid);
269
270         cpu_info->loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
271 }
272
273 /*
274  * This is the secondary CPU boot entry.  We're using this CPUs
275  * idle thread stack, but a set of temporary page tables.
276  */
277 asmlinkage void __cpuinit secondary_start_kernel(void)
278 {
279         struct mm_struct *mm = &init_mm;
280         unsigned int cpu = smp_processor_id();
281
282         printk("CPU%u: Booted secondary processor\n", cpu);
283
284         /*
285          * All kernel threads share the same mm context; grab a
286          * reference and switch to it.
287          */
288         atomic_inc(&mm->mm_count);
289         current->active_mm = mm;
290         cpumask_set_cpu(cpu, mm_cpumask(mm));
291         cpu_switch_mm(mm->pgd, mm);
292         enter_lazy_tlb(mm, current);
293         local_flush_tlb_all();
294
295         cpu_init();
296         preempt_disable();
297         trace_hardirqs_off();
298
299         /*
300          * Give the platform a chance to do its own initialisation.
301          */
302         platform_secondary_init(cpu);
303
304         /*
305          * Enable local interrupts.
306          */
307         notify_cpu_starting(cpu);
308         local_irq_enable();
309         local_fiq_enable();
310
311         /*
312          * Setup the percpu timer for this CPU.
313          */
314         percpu_timer_setup();
315
316         calibrate_delay();
317
318         smp_store_cpu_info(cpu);
319
320         /*
321          * OK, now it's safe to let the boot CPU continue
322          */
323         set_cpu_online(cpu, true);
324
325         /*
326          * OK, it's off to the idle thread for us
327          */
328         cpu_idle();
329 }
330
331 void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
332 {
333         int cpu;
334         unsigned long bogosum = 0;
335
336         for_each_online_cpu(cpu)
337                 bogosum += per_cpu(cpu_data, cpu).loops_per_jiffy;
338
339         printk(KERN_INFO "SMP: Total of %d processors activated "
340                "(%lu.%02lu BogoMIPS).\n",
341                num_online_cpus(),
342                bogosum / (500000/HZ),
343                (bogosum / (5000/HZ)) % 100);
344 }
345
346 void __init smp_prepare_boot_cpu(void)
347 {
348         unsigned int cpu = smp_processor_id();
349
350         per_cpu(cpu_data, cpu).idle = current;
351 }
352
353 void __init smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
354 {
355         unsigned int ncores = num_possible_cpus();
356
357         smp_store_cpu_info(smp_processor_id());
358
359         /*
360          * are we trying to boot more cores than exist?
361          */
362         if (max_cpus > ncores)
363                 max_cpus = ncores;
364
365         if (max_cpus > 1) {
366                 /*
367                  * Enable the local timer or broadcast device for the
368                  * boot CPU, but only if we have more than one CPU.
369                  */
370                 percpu_timer_setup();
371
372                 /*
373                  * Initialise the SCU if there are more than one CPU
374                  * and let them know where to start.
375                  */
376                 platform_smp_prepare_cpus(max_cpus);
377         }
378 }
379
380 static void (*smp_cross_call)(const struct cpumask *, unsigned int);
381
382 void __init set_smp_cross_call(void (*fn)(const struct cpumask *, unsigned int))
383 {
384         smp_cross_call = fn;
385 }
386
387 void arch_send_call_function_ipi_mask(const struct cpumask *mask)
388 {
389         smp_cross_call(mask, IPI_CALL_FUNC);
390 }
391
392 void arch_send_call_function_single_ipi(int cpu)
393 {
394         smp_cross_call(cpumask_of(cpu), IPI_CALL_FUNC_SINGLE);
395 }
396
397 static const char *ipi_types[NR_IPI] = {
398 #define S(x,s)  [x - IPI_TIMER] = s
399         S(IPI_TIMER, "Timer broadcast interrupts"),
400         S(IPI_RESCHEDULE, "Rescheduling interrupts"),
401         S(IPI_CALL_FUNC, "Function call interrupts"),
402         S(IPI_CALL_FUNC_SINGLE, "Single function call interrupts"),
403         S(IPI_CPU_STOP, "CPU stop interrupts"),
404 };
405
406 void show_ipi_list(struct seq_file *p, int prec)
407 {
408         unsigned int cpu, i;
409
410         for (i = 0; i < NR_IPI; i++) {
411                 seq_printf(p, "%*s%u: ", prec - 1, "IPI", i);
412
413                 for_each_present_cpu(cpu)
414                         seq_printf(p, "%10u ",
415                                    __get_irq_stat(cpu, ipi_irqs[i]));
416
417                 seq_printf(p, " %s\n", ipi_types[i]);
418         }
419 }
420
421 u64 smp_irq_stat_cpu(unsigned int cpu)
422 {
423         u64 sum = 0;
424         int i;
425
426         for (i = 0; i < NR_IPI; i++)
427                 sum += __get_irq_stat(cpu, ipi_irqs[i]);
428
429 #ifdef CONFIG_LOCAL_TIMERS
430         sum += __get_irq_stat(cpu, local_timer_irqs);
431 #endif
432
433         return sum;
434 }
435
436 /*
437  * Timer (local or broadcast) support
438  */
439 static DEFINE_PER_CPU(struct clock_event_device, percpu_clockevent);
440
441 static void ipi_timer(void)
442 {
443         struct clock_event_device *evt = &__get_cpu_var(percpu_clockevent);
444         irq_enter();
445         evt->event_handler(evt);
446         irq_exit();
447 }
448
449 #ifdef CONFIG_LOCAL_TIMERS
450 asmlinkage void __exception_irq_entry do_local_timer(struct pt_regs *regs)
451 {
452         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
453         int cpu = smp_processor_id();
454
455         if (local_timer_ack()) {
456                 __inc_irq_stat(cpu, local_timer_irqs);
457                 ipi_timer();
458         }
459
460         set_irq_regs(old_regs);
461 }
462
463 void show_local_irqs(struct seq_file *p, int prec)
464 {
465         unsigned int cpu;
466
467         seq_printf(p, "%*s: ", prec, "LOC");
468
469         for_each_present_cpu(cpu)
470                 seq_printf(p, "%10u ", __get_irq_stat(cpu, local_timer_irqs));
471
472         seq_printf(p, " Local timer interrupts\n");
473 }
474 #endif
475
476 #ifdef CONFIG_GENERIC_CLOCKEVENTS_BROADCAST
477 static void smp_timer_broadcast(const struct cpumask *mask)
478 {
479         smp_cross_call(mask, IPI_TIMER);
480 }
481 #else
482 #define smp_timer_broadcast     NULL
483 #endif
484
485 static void broadcast_timer_set_mode(enum clock_event_mode mode,
486         struct clock_event_device *evt)
487 {
488 }
489
490 static void __cpuinit broadcast_timer_setup(struct clock_event_device *evt)
491 {
492         evt->name       = "dummy_timer";
493         evt->features   = CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT |
494                           CLOCK_EVT_FEAT_PERIODIC |
495                           CLOCK_EVT_FEAT_DUMMY;
496         evt->rating     = 400;
497         evt->mult       = 1;
498         evt->set_mode   = broadcast_timer_set_mode;
499
500         clockevents_register_device(evt);
501 }
502
503 void __cpuinit percpu_timer_setup(void)
504 {
505         unsigned int cpu = smp_processor_id();
506         struct clock_event_device *evt = &per_cpu(percpu_clockevent, cpu);
507
508         evt->cpumask = cpumask_of(cpu);
509         evt->broadcast = smp_timer_broadcast;
510
511         if (local_timer_setup(evt))
512                 broadcast_timer_setup(evt);
513 }
514
515 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
516 /*
517  * The generic clock events code purposely does not stop the local timer
518  * on CPU_DEAD/CPU_DEAD_FROZEN hotplug events, so we have to do it
519  * manually here.
520  */
521 static void percpu_timer_stop(void)
522 {
523         unsigned int cpu = smp_processor_id();
524         struct clock_event_device *evt = &per_cpu(percpu_clockevent, cpu);
525
526         evt->set_mode(CLOCK_EVT_MODE_UNUSED, evt);
527 }
528 #endif
529
530 static DEFINE_SPINLOCK(stop_lock);
531
532 /*
533  * ipi_cpu_stop - handle IPI from smp_send_stop()
534  */
535 static void ipi_cpu_stop(unsigned int cpu)
536 {
537         if (system_state == SYSTEM_BOOTING ||
538             system_state == SYSTEM_RUNNING) {
539                 spin_lock(&stop_lock);
540                 printk(KERN_CRIT "CPU%u: stopping\n", cpu);
541                 dump_stack();
542                 spin_unlock(&stop_lock);
543         }
544
545         set_cpu_online(cpu, false);
546
547         local_fiq_disable();
548         local_irq_disable();
549
550         while (1)
551                 cpu_relax();
552 }
553
554 /*
555  * Main handler for inter-processor interrupts
556  */
557 asmlinkage void __exception_irq_entry do_IPI(int ipinr, struct pt_regs *regs)
558 {
559         unsigned int cpu = smp_processor_id();
560         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
561
562         if (ipinr >= IPI_TIMER && ipinr < IPI_TIMER + NR_IPI)
563                 __inc_irq_stat(cpu, ipi_irqs[ipinr - IPI_TIMER]);
564
565         switch (ipinr) {
566         case IPI_TIMER:
567                 ipi_timer();
568                 break;
569
570         case IPI_RESCHEDULE:
571                 scheduler_ipi();
572                 break;
573
574         case IPI_CALL_FUNC:
575                 generic_smp_call_function_interrupt();
576                 break;
577
578         case IPI_CALL_FUNC_SINGLE:
579                 generic_smp_call_function_single_interrupt();
580                 break;
581
582         case IPI_CPU_STOP:
583                 ipi_cpu_stop(cpu);
584                 break;
585
586         default:
587                 printk(KERN_CRIT "CPU%u: Unknown IPI message 0x%x\n",
588                        cpu, ipinr);
589                 break;
590         }
591         set_irq_regs(old_regs);
592 }
593
594 void smp_send_reschedule(int cpu)
595 {
596         smp_cross_call(cpumask_of(cpu), IPI_RESCHEDULE);
597 }
598
599 void smp_send_stop(void)
600 {
601         unsigned long timeout;
602
603         if (num_online_cpus() > 1) {
604                 cpumask_t mask = cpu_online_map;
605                 cpu_clear(smp_processor_id(), mask);
606
607                 smp_cross_call(&mask, IPI_CPU_STOP);
608         }
609
610         /* Wait up to one second for other CPUs to stop */
611         timeout = USEC_PER_SEC;
612         while (num_online_cpus() > 1 && timeout--)
613                 udelay(1);
614
615         if (num_online_cpus() > 1)
616                 pr_warning("SMP: failed to stop secondary CPUs\n");
617 }
618
619 /*
620  * not supported here
621  */
622 int setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
623 {
624         return -EINVAL;
625 }