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