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