d439a8f4c078fcef079a0adcb3844e69bf8d3cee
[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         __cpuc_flush_dcache_area(&secondary_data, sizeof(secondary_data));
109         outer_clean_range(__pa(&secondary_data), __pa(&secondary_data + 1));
110
111         /*
112          * Now bring the CPU into our world.
113          */
114         ret = boot_secondary(cpu, idle);
115         if (ret == 0) {
116                 unsigned long timeout;
117
118                 /*
119                  * CPU was successfully started, wait for it
120                  * to come online or time out.
121                  */
122                 timeout = jiffies + HZ;
123                 while (time_before(jiffies, timeout)) {
124                         if (cpu_online(cpu))
125                                 break;
126
127                         udelay(10);
128                         barrier();
129                 }
130
131                 if (!cpu_online(cpu)) {
132                         pr_crit("CPU%u: failed to come online\n", cpu);
133                         ret = -EIO;
134                 }
135         } else {
136                 pr_err("CPU%u: failed to boot: %d\n", cpu, ret);
137         }
138
139         secondary_data.stack = NULL;
140         secondary_data.pgdir = 0;
141
142         if (PHYS_OFFSET != PAGE_OFFSET) {
143 #ifndef CONFIG_HOTPLUG_CPU
144                 identity_mapping_del(pgd, __pa(__init_begin), __pa(__init_end));
145 #endif
146                 identity_mapping_del(pgd, __pa(_stext), __pa(_etext));
147                 identity_mapping_del(pgd, __pa(_sdata), __pa(_edata));
148         }
149
150         pgd_free(&init_mm, pgd);
151
152         return ret;
153 }
154
155 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
156 static void percpu_timer_stop(void);
157
158 /*
159  * __cpu_disable runs on the processor to be shutdown.
160  */
161 int __cpu_disable(void)
162 {
163         unsigned int cpu = smp_processor_id();
164         struct task_struct *p;
165         int ret;
166
167         ret = platform_cpu_disable(cpu);
168         if (ret)
169                 return ret;
170
171         /*
172          * Take this CPU offline.  Once we clear this, we can't return,
173          * and we must not schedule until we're ready to give up the cpu.
174          */
175         set_cpu_online(cpu, false);
176
177         /*
178          * OK - migrate IRQs away from this CPU
179          */
180         migrate_irqs();
181
182         /*
183          * Stop the local timer for this CPU.
184          */
185         percpu_timer_stop();
186
187         /*
188          * Flush user cache and TLB mappings, and then remove this CPU
189          * from the vm mask set of all processes.
190          */
191         flush_cache_all();
192         local_flush_tlb_all();
193
194         read_lock(&tasklist_lock);
195         for_each_process(p) {
196                 if (p->mm)
197                         cpumask_clear_cpu(cpu, mm_cpumask(p->mm));
198         }
199         read_unlock(&tasklist_lock);
200
201         return 0;
202 }
203
204 static DECLARE_COMPLETION(cpu_died);
205
206 /*
207  * called on the thread which is asking for a CPU to be shutdown -
208  * waits until shutdown has completed, or it is timed out.
209  */
210 void __cpu_die(unsigned int cpu)
211 {
212         if (!wait_for_completion_timeout(&cpu_died, msecs_to_jiffies(5000))) {
213                 pr_err("CPU%u: cpu didn't die\n", cpu);
214                 return;
215         }
216         printk(KERN_NOTICE "CPU%u: shutdown\n", 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 __ref cpu_die(void)
231 {
232         unsigned int cpu = smp_processor_id();
233
234         idle_task_exit();
235
236         local_irq_disable();
237         mb();
238
239         /* Tell __cpu_die() that this CPU is now safe to dispose of */
240         complete(&cpu_died);
241
242         /*
243          * actual CPU shutdown procedure is at least platform (if not
244          * CPU) specific.
245          */
246         platform_cpu_die(cpu);
247
248         /*
249          * Do not return to the idle loop - jump back to the secondary
250          * cpu initialisation.  There's some initialisation which needs
251          * to be repeated to undo the effects of taking the CPU offline.
252          */
253         __asm__("mov    sp, %0\n"
254         "       mov     fp, #0\n"
255         "       b       secondary_start_kernel"
256                 :
257                 : "r" (task_stack_page(current) + THREAD_SIZE - 8));
258 }
259 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
260
261 /*
262  * Called by both boot and secondaries to move global data into
263  * per-processor storage.
264  */
265 static void __cpuinit smp_store_cpu_info(unsigned int cpuid)
266 {
267         struct cpuinfo_arm *cpu_info = &per_cpu(cpu_data, cpuid);
268
269         cpu_info->loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
270 }
271
272 /*
273  * This is the secondary CPU boot entry.  We're using this CPUs
274  * idle thread stack, but a set of temporary page tables.
275  */
276 asmlinkage void __cpuinit secondary_start_kernel(void)
277 {
278         struct mm_struct *mm = &init_mm;
279         unsigned int cpu = smp_processor_id();
280
281         printk("CPU%u: Booted secondary processor\n", cpu);
282
283         /*
284          * All kernel threads share the same mm context; grab a
285          * reference and switch to it.
286          */
287         atomic_inc(&mm->mm_count);
288         current->active_mm = mm;
289         cpumask_set_cpu(cpu, mm_cpumask(mm));
290         cpu_switch_mm(mm->pgd, mm);
291         enter_lazy_tlb(mm, current);
292         local_flush_tlb_all();
293
294         cpu_init();
295         preempt_disable();
296         trace_hardirqs_off();
297
298         /*
299          * Give the platform a chance to do its own initialisation.
300          */
301         platform_secondary_init(cpu);
302
303         /*
304          * Enable local interrupts.
305          */
306         notify_cpu_starting(cpu);
307         local_irq_enable();
308         local_fiq_enable();
309
310         /*
311          * Setup the percpu timer for this CPU.
312          */
313         percpu_timer_setup();
314
315         calibrate_delay();
316
317         smp_store_cpu_info(cpu);
318
319         /*
320          * OK, now it's safe to let the boot CPU continue
321          */
322         set_cpu_online(cpu, true);
323
324         /*
325          * OK, it's off to the idle thread for us
326          */
327         cpu_idle();
328 }
329
330 void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
331 {
332         int cpu;
333         unsigned long bogosum = 0;
334
335         for_each_online_cpu(cpu)
336                 bogosum += per_cpu(cpu_data, cpu).loops_per_jiffy;
337
338         printk(KERN_INFO "SMP: Total of %d processors activated "
339                "(%lu.%02lu BogoMIPS).\n",
340                num_online_cpus(),
341                bogosum / (500000/HZ),
342                (bogosum / (5000/HZ)) % 100);
343 }
344
345 void __init smp_prepare_boot_cpu(void)
346 {
347         unsigned int cpu = smp_processor_id();
348
349         per_cpu(cpu_data, cpu).idle = current;
350 }
351
352 void __init smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
353 {
354         unsigned int ncores = num_possible_cpus();
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
364         if (max_cpus > 1) {
365                 /*
366                  * Enable the local timer or broadcast device for the
367                  * boot CPU, but only if we have more than one CPU.
368                  */
369                 percpu_timer_setup();
370
371                 /*
372                  * Initialise the SCU if there are more than one CPU
373                  * and let them know where to start.
374                  */
375                 platform_smp_prepare_cpus(max_cpus);
376         }
377 }
378
379 static void (*smp_cross_call)(const struct cpumask *, unsigned int);
380
381 void __init set_smp_cross_call(void (*fn)(const struct cpumask *, unsigned int))
382 {
383         smp_cross_call = fn;
384 }
385
386 void arch_send_call_function_ipi_mask(const struct cpumask *mask)
387 {
388         smp_cross_call(mask, IPI_CALL_FUNC);
389 }
390
391 void arch_send_call_function_single_ipi(int cpu)
392 {
393         smp_cross_call(cpumask_of(cpu), IPI_CALL_FUNC_SINGLE);
394 }
395
396 static const char *ipi_types[NR_IPI] = {
397 #define S(x,s)  [x - IPI_TIMER] = s
398         S(IPI_TIMER, "Timer broadcast interrupts"),
399         S(IPI_RESCHEDULE, "Rescheduling interrupts"),
400         S(IPI_CALL_FUNC, "Function call interrupts"),
401         S(IPI_CALL_FUNC_SINGLE, "Single function call interrupts"),
402         S(IPI_CPU_STOP, "CPU stop interrupts"),
403 };
404
405 void show_ipi_list(struct seq_file *p, int prec)
406 {
407         unsigned int cpu, i;
408
409         for (i = 0; i < NR_IPI; i++) {
410                 seq_printf(p, "%*s%u: ", prec - 1, "IPI", i);
411
412                 for_each_present_cpu(cpu)
413                         seq_printf(p, "%10u ",
414                                    __get_irq_stat(cpu, ipi_irqs[i]));
415
416                 seq_printf(p, " %s\n", ipi_types[i]);
417         }
418 }
419
420 u64 smp_irq_stat_cpu(unsigned int cpu)
421 {
422         u64 sum = 0;
423         int i;
424
425         for (i = 0; i < NR_IPI; i++)
426                 sum += __get_irq_stat(cpu, ipi_irqs[i]);
427
428 #ifdef CONFIG_LOCAL_TIMERS
429         sum += __get_irq_stat(cpu, local_timer_irqs);
430 #endif
431
432         return sum;
433 }
434
435 /*
436  * Timer (local or broadcast) support
437  */
438 static DEFINE_PER_CPU(struct clock_event_device, percpu_clockevent);
439
440 static void ipi_timer(void)
441 {
442         struct clock_event_device *evt = &__get_cpu_var(percpu_clockevent);
443         irq_enter();
444         evt->event_handler(evt);
445         irq_exit();
446 }
447
448 #ifdef CONFIG_LOCAL_TIMERS
449 asmlinkage void __exception_irq_entry do_local_timer(struct pt_regs *regs)
450 {
451         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
452         int cpu = smp_processor_id();
453
454         if (local_timer_ack()) {
455                 __inc_irq_stat(cpu, local_timer_irqs);
456                 ipi_timer();
457         }
458
459         set_irq_regs(old_regs);
460 }
461
462 void show_local_irqs(struct seq_file *p, int prec)
463 {
464         unsigned int cpu;
465
466         seq_printf(p, "%*s: ", prec, "LOC");
467
468         for_each_present_cpu(cpu)
469                 seq_printf(p, "%10u ", __get_irq_stat(cpu, local_timer_irqs));
470
471         seq_printf(p, " Local timer interrupts\n");
472 }
473 #endif
474
475 #ifdef CONFIG_GENERIC_CLOCKEVENTS_BROADCAST
476 static void smp_timer_broadcast(const struct cpumask *mask)
477 {
478         smp_cross_call(mask, IPI_TIMER);
479 }
480 #else
481 #define smp_timer_broadcast     NULL
482 #endif
483
484 static void broadcast_timer_set_mode(enum clock_event_mode mode,
485         struct clock_event_device *evt)
486 {
487 }
488
489 static void __cpuinit broadcast_timer_setup(struct clock_event_device *evt)
490 {
491         evt->name       = "dummy_timer";
492         evt->features   = CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT |
493                           CLOCK_EVT_FEAT_PERIODIC |
494                           CLOCK_EVT_FEAT_DUMMY;
495         evt->rating     = 400;
496         evt->mult       = 1;
497         evt->set_mode   = broadcast_timer_set_mode;
498
499         clockevents_register_device(evt);
500 }
501
502 void __cpuinit percpu_timer_setup(void)
503 {
504         unsigned int cpu = smp_processor_id();
505         struct clock_event_device *evt = &per_cpu(percpu_clockevent, cpu);
506
507         evt->cpumask = cpumask_of(cpu);
508         evt->broadcast = smp_timer_broadcast;
509
510         if (local_timer_setup(evt))
511                 broadcast_timer_setup(evt);
512 }
513
514 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
515 /*
516  * The generic clock events code purposely does not stop the local timer
517  * on CPU_DEAD/CPU_DEAD_FROZEN hotplug events, so we have to do it
518  * manually here.
519  */
520 static void percpu_timer_stop(void)
521 {
522         unsigned int cpu = smp_processor_id();
523         struct clock_event_device *evt = &per_cpu(percpu_clockevent, cpu);
524
525         evt->set_mode(CLOCK_EVT_MODE_UNUSED, evt);
526 }
527 #endif
528
529 static DEFINE_SPINLOCK(stop_lock);
530
531 /*
532  * ipi_cpu_stop - handle IPI from smp_send_stop()
533  */
534 static void ipi_cpu_stop(unsigned int cpu)
535 {
536         if (system_state == SYSTEM_BOOTING ||
537             system_state == SYSTEM_RUNNING) {
538                 spin_lock(&stop_lock);
539                 printk(KERN_CRIT "CPU%u: stopping\n", cpu);
540                 dump_stack();
541                 spin_unlock(&stop_lock);
542         }
543
544         set_cpu_online(cpu, false);
545
546         local_fiq_disable();
547         local_irq_disable();
548
549         while (1)
550                 cpu_relax();
551 }
552
553 /*
554  * Main handler for inter-processor interrupts
555  */
556 asmlinkage void __exception_irq_entry do_IPI(int ipinr, struct pt_regs *regs)
557 {
558         unsigned int cpu = smp_processor_id();
559         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
560
561         if (ipinr >= IPI_TIMER && ipinr < IPI_TIMER + NR_IPI)
562                 __inc_irq_stat(cpu, ipi_irqs[ipinr - IPI_TIMER]);
563
564         switch (ipinr) {
565         case IPI_TIMER:
566                 ipi_timer();
567                 break;
568
569         case IPI_RESCHEDULE:
570                 scheduler_ipi();
571                 break;
572
573         case IPI_CALL_FUNC:
574                 generic_smp_call_function_interrupt();
575                 break;
576
577         case IPI_CALL_FUNC_SINGLE:
578                 generic_smp_call_function_single_interrupt();
579                 break;
580
581         case IPI_CPU_STOP:
582                 ipi_cpu_stop(cpu);
583                 break;
584
585         default:
586                 printk(KERN_CRIT "CPU%u: Unknown IPI message 0x%x\n",
587                        cpu, ipinr);
588                 break;
589         }
590         set_irq_regs(old_regs);
591 }
592
593 void smp_send_reschedule(int cpu)
594 {
595         smp_cross_call(cpumask_of(cpu), IPI_RESCHEDULE);
596 }
597
598 void smp_send_stop(void)
599 {
600         unsigned long timeout;
601
602         if (num_online_cpus() > 1) {
603                 cpumask_t mask = cpu_online_map;
604                 cpu_clear(smp_processor_id(), mask);
605
606                 smp_cross_call(&mask, IPI_CPU_STOP);
607         }
608
609         /* Wait up to one second for other CPUs to stop */
610         timeout = USEC_PER_SEC;
611         while (num_online_cpus() > 1 && timeout--)
612                 udelay(1);
613
614         if (num_online_cpus() > 1)
615                 pr_warning("SMP: failed to stop secondary CPUs\n");
616 }
617
618 /*
619  * not supported here
620  */
621 int setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
622 {
623         return -EINVAL;
624 }