d616ed51e7a7d5d0fff29711925502ff6a37afcb
[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/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 /*
237  * Called by both boot and secondaries to move global data into
238  * per-processor storage.
239  */
240 static void __cpuinit smp_store_cpu_info(unsigned int cpuid)
241 {
242         struct cpuinfo_arm *cpu_info = &per_cpu(cpu_data, cpuid);
243
244         cpu_info->loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
245
246         store_cpu_topology(cpuid);
247 }
248
249 /*
250  * This is the secondary CPU boot entry.  We're using this CPUs
251  * idle thread stack, but a set of temporary page tables.
252  */
253 asmlinkage void __cpuinit secondary_start_kernel(void)
254 {
255         struct mm_struct *mm = &init_mm;
256         unsigned int cpu = smp_processor_id();
257
258         printk("CPU%u: Booted secondary processor\n", cpu);
259
260         /*
261          * All kernel threads share the same mm context; grab a
262          * reference and switch to it.
263          */
264         atomic_inc(&mm->mm_count);
265         current->active_mm = mm;
266         cpumask_set_cpu(cpu, mm_cpumask(mm));
267         cpu_switch_mm(mm->pgd, mm);
268         enter_lazy_tlb(mm, current);
269         local_flush_tlb_all();
270
271         cpu_init();
272         preempt_disable();
273         trace_hardirqs_off();
274
275         /*
276          * Give the platform a chance to do its own initialisation.
277          */
278         platform_secondary_init(cpu);
279
280         notify_cpu_starting(cpu);
281
282         calibrate_delay();
283
284         smp_store_cpu_info(cpu);
285
286         /*
287          * OK, now it's safe to let the boot CPU continue.  Wait for
288          * the CPU migration code to notice that the CPU is online
289          * before we continue.
290          */
291         set_cpu_online(cpu, true);
292
293         /*
294          * Setup the percpu timer for this CPU.
295          */
296         percpu_timer_setup();
297
298         local_irq_enable();
299         local_fiq_enable();
300
301         /*
302          * OK, it's off to the idle thread for us
303          */
304         cpu_idle();
305 }
306
307 void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
308 {
309         int cpu;
310         unsigned long bogosum = 0;
311
312         for_each_online_cpu(cpu)
313                 bogosum += per_cpu(cpu_data, cpu).loops_per_jiffy;
314
315         printk(KERN_INFO "SMP: Total of %d processors activated "
316                "(%lu.%02lu BogoMIPS).\n",
317                num_online_cpus(),
318                bogosum / (500000/HZ),
319                (bogosum / (5000/HZ)) % 100);
320 }
321
322 void __init smp_prepare_boot_cpu(void)
323 {
324         unsigned int cpu = smp_processor_id();
325
326         per_cpu(cpu_data, cpu).idle = current;
327 }
328
329 void __init smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
330 {
331         unsigned int ncores = num_possible_cpus();
332
333         init_cpu_topology();
334
335         smp_store_cpu_info(smp_processor_id());
336
337         /*
338          * are we trying to boot more cores than exist?
339          */
340         if (max_cpus > ncores)
341                 max_cpus = ncores;
342         if (ncores > 1 && max_cpus) {
343                 /*
344                  * Enable the local timer or broadcast device for the
345                  * boot CPU, but only if we have more than one CPU.
346                  */
347                 percpu_timer_setup();
348
349                 /*
350                  * Initialise the present map, which describes the set of CPUs
351                  * actually populated at the present time. A platform should
352                  * re-initialize the map in platform_smp_prepare_cpus() if
353                  * present != possible (e.g. physical hotplug).
354                  */
355                 init_cpu_present(&cpu_possible_map);
356
357                 /*
358                  * Initialise the SCU if there are more than one CPU
359                  * and let them know where to start.
360                  */
361                 platform_smp_prepare_cpus(max_cpus);
362         }
363 }
364
365 static void (*smp_cross_call)(const struct cpumask *, unsigned int);
366
367 void __init set_smp_cross_call(void (*fn)(const struct cpumask *, unsigned int))
368 {
369         smp_cross_call = fn;
370 }
371
372 void arch_send_call_function_ipi_mask(const struct cpumask *mask)
373 {
374         smp_cross_call(mask, IPI_CALL_FUNC);
375 }
376
377 void arch_send_call_function_single_ipi(int cpu)
378 {
379         smp_cross_call(cpumask_of(cpu), IPI_CALL_FUNC_SINGLE);
380 }
381
382 static const char *ipi_types[NR_IPI] = {
383 #define S(x,s)  [x - IPI_TIMER] = s
384         S(IPI_TIMER, "Timer broadcast interrupts"),
385         S(IPI_RESCHEDULE, "Rescheduling interrupts"),
386         S(IPI_CALL_FUNC, "Function call interrupts"),
387         S(IPI_CALL_FUNC_SINGLE, "Single function call interrupts"),
388         S(IPI_CPU_STOP, "CPU stop interrupts"),
389 };
390
391 void show_ipi_list(struct seq_file *p, int prec)
392 {
393         unsigned int cpu, i;
394
395         for (i = 0; i < NR_IPI; i++) {
396                 seq_printf(p, "%*s%u: ", prec - 1, "IPI", i);
397
398                 for_each_present_cpu(cpu)
399                         seq_printf(p, "%10u ",
400                                    __get_irq_stat(cpu, ipi_irqs[i]));
401
402                 seq_printf(p, " %s\n", ipi_types[i]);
403         }
404 }
405
406 u64 smp_irq_stat_cpu(unsigned int cpu)
407 {
408         u64 sum = 0;
409         int i;
410
411         for (i = 0; i < NR_IPI; i++)
412                 sum += __get_irq_stat(cpu, ipi_irqs[i]);
413
414         return sum;
415 }
416
417 /*
418  * Timer (local or broadcast) support
419  */
420 static DEFINE_PER_CPU(struct clock_event_device, percpu_clockevent);
421
422 static void ipi_timer(void)
423 {
424         struct clock_event_device *evt = &__get_cpu_var(percpu_clockevent);
425         evt->event_handler(evt);
426 }
427
428 #ifdef CONFIG_GENERIC_CLOCKEVENTS_BROADCAST
429 static void smp_timer_broadcast(const struct cpumask *mask)
430 {
431         smp_cross_call(mask, IPI_TIMER);
432 }
433 #else
434 #define smp_timer_broadcast     NULL
435 #endif
436
437 static void broadcast_timer_set_mode(enum clock_event_mode mode,
438         struct clock_event_device *evt)
439 {
440 }
441
442 static void __cpuinit broadcast_timer_setup(struct clock_event_device *evt)
443 {
444         evt->name       = "dummy_timer";
445         evt->features   = CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT |
446                           CLOCK_EVT_FEAT_PERIODIC |
447                           CLOCK_EVT_FEAT_DUMMY;
448         evt->rating     = 400;
449         evt->mult       = 1;
450         evt->set_mode   = broadcast_timer_set_mode;
451
452         clockevents_register_device(evt);
453 }
454
455 void __cpuinit percpu_timer_setup(void)
456 {
457         unsigned int cpu = smp_processor_id();
458         struct clock_event_device *evt = &per_cpu(percpu_clockevent, cpu);
459
460         evt->cpumask = cpumask_of(cpu);
461         evt->broadcast = smp_timer_broadcast;
462
463         if (local_timer_setup(evt))
464                 broadcast_timer_setup(evt);
465 }
466
467 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
468 /*
469  * The generic clock events code purposely does not stop the local timer
470  * on CPU_DEAD/CPU_DEAD_FROZEN hotplug events, so we have to do it
471  * manually here.
472  */
473 static void percpu_timer_stop(void)
474 {
475         unsigned int cpu = smp_processor_id();
476         struct clock_event_device *evt = &per_cpu(percpu_clockevent, cpu);
477
478         local_timer_stop(evt);
479 }
480 #endif
481
482 static DEFINE_RAW_SPINLOCK(stop_lock);
483
484 /*
485  * ipi_cpu_stop - handle IPI from smp_send_stop()
486  */
487 static void ipi_cpu_stop(unsigned int cpu)
488 {
489         if (system_state == SYSTEM_BOOTING ||
490             system_state == SYSTEM_RUNNING) {
491                 raw_spin_lock(&stop_lock);
492                 printk(KERN_CRIT "CPU%u: stopping\n", cpu);
493                 dump_stack();
494                 raw_spin_unlock(&stop_lock);
495         }
496
497         set_cpu_online(cpu, false);
498
499         local_fiq_disable();
500         local_irq_disable();
501
502 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
503         platform_cpu_kill(cpu);
504 #endif
505
506         while (1)
507                 cpu_relax();
508 }
509
510 /*
511  * Main handler for inter-processor interrupts
512  */
513 asmlinkage void __exception_irq_entry do_IPI(int ipinr, struct pt_regs *regs)
514 {
515         handle_IPI(ipinr, regs);
516 }
517
518 void handle_IPI(int ipinr, struct pt_regs *regs)
519 {
520         unsigned int cpu = smp_processor_id();
521         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
522
523         if (ipinr >= IPI_TIMER && ipinr < IPI_TIMER + NR_IPI)
524                 __inc_irq_stat(cpu, ipi_irqs[ipinr - IPI_TIMER]);
525
526         switch (ipinr) {
527         case IPI_TIMER:
528                 irq_enter();
529                 ipi_timer();
530                 irq_exit();
531                 break;
532
533         case IPI_RESCHEDULE:
534                 scheduler_ipi();
535                 break;
536
537         case IPI_CALL_FUNC:
538                 irq_enter();
539                 generic_smp_call_function_interrupt();
540                 irq_exit();
541                 break;
542
543         case IPI_CALL_FUNC_SINGLE:
544                 irq_enter();
545                 generic_smp_call_function_single_interrupt();
546                 irq_exit();
547                 break;
548
549         case IPI_CPU_STOP:
550                 irq_enter();
551                 ipi_cpu_stop(cpu);
552                 irq_exit();
553                 break;
554
555         default:
556                 printk(KERN_CRIT "CPU%u: Unknown IPI message 0x%x\n",
557                        cpu, ipinr);
558                 break;
559         }
560         set_irq_regs(old_regs);
561 }
562
563 void smp_send_reschedule(int cpu)
564 {
565         smp_cross_call(cpumask_of(cpu), IPI_RESCHEDULE);
566 }
567
568 void smp_send_stop(void)
569 {
570         unsigned long timeout;
571
572         if (num_online_cpus() > 1) {
573                 cpumask_t mask = cpu_online_map;
574                 cpu_clear(smp_processor_id(), mask);
575
576                 smp_cross_call(&mask, IPI_CPU_STOP);
577         }
578
579         /* Wait up to one second for other CPUs to stop */
580         timeout = USEC_PER_SEC;
581         while (num_online_cpus() > 1 && timeout--)
582                 udelay(1);
583
584         if (num_online_cpus() > 1)
585                 pr_warning("SMP: failed to stop secondary CPUs\n");
586 }
587
588 /*
589  * not supported here
590  */
591 int setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
592 {
593         return -EINVAL;
594 }