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