7338948bd7d38046e355807e73c44413d3db40d7
[safe/jmp/linux-2.6] / 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/config.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/cpu.h>
21 #include <linux/smp.h>
22 #include <linux/seq_file.h>
23
24 #include <asm/atomic.h>
25 #include <asm/cacheflush.h>
26 #include <asm/cpu.h>
27 #include <asm/mmu_context.h>
28 #include <asm/pgtable.h>
29 #include <asm/pgalloc.h>
30 #include <asm/processor.h>
31 #include <asm/tlbflush.h>
32 #include <asm/ptrace.h>
33
34 /*
35  * bitmask of present and online CPUs.
36  * The present bitmask indicates that the CPU is physically present.
37  * The online bitmask indicates that the CPU is up and running.
38  */
39 cpumask_t cpu_possible_map;
40 cpumask_t cpu_online_map;
41
42 /*
43  * as from 2.5, kernels no longer have an init_tasks structure
44  * so we need some other way of telling a new secondary core
45  * where to place its SVC stack
46  */
47 struct secondary_data secondary_data;
48
49 /*
50  * structures for inter-processor calls
51  * - A collection of single bit ipi messages.
52  */
53 struct ipi_data {
54         spinlock_t lock;
55         unsigned long ipi_count;
56         unsigned long bits;
57 };
58
59 static DEFINE_PER_CPU(struct ipi_data, ipi_data) = {
60         .lock   = SPIN_LOCK_UNLOCKED,
61 };
62
63 enum ipi_msg_type {
64         IPI_TIMER,
65         IPI_RESCHEDULE,
66         IPI_CALL_FUNC,
67         IPI_CPU_STOP,
68 };
69
70 struct smp_call_struct {
71         void (*func)(void *info);
72         void *info;
73         int wait;
74         cpumask_t pending;
75         cpumask_t unfinished;
76 };
77
78 static struct smp_call_struct * volatile smp_call_function_data;
79 static DEFINE_SPINLOCK(smp_call_function_lock);
80
81 int __cpuinit __cpu_up(unsigned int cpu)
82 {
83         struct cpuinfo_arm *ci = &per_cpu(cpu_data, cpu);
84         struct task_struct *idle = ci->idle;
85         pgd_t *pgd;
86         pmd_t *pmd;
87         int ret;
88
89         /*
90          * Spawn a new process manually, if not already done.
91          * Grab a pointer to its task struct so we can mess with it
92          */
93         if (!idle) {
94                 idle = fork_idle(cpu);
95                 if (IS_ERR(idle)) {
96                         printk(KERN_ERR "CPU%u: fork() failed\n", cpu);
97                         return PTR_ERR(idle);
98                 }
99                 ci->idle = idle;
100         }
101
102         /*
103          * Allocate initial page tables to allow the new CPU to
104          * enable the MMU safely.  This essentially means a set
105          * of our "standard" page tables, with the addition of
106          * a 1:1 mapping for the physical address of the kernel.
107          */
108         pgd = pgd_alloc(&init_mm);
109         pmd = pmd_offset(pgd, PHYS_OFFSET);
110         *pmd = __pmd((PHYS_OFFSET & PGDIR_MASK) |
111                      PMD_TYPE_SECT | PMD_SECT_AP_WRITE);
112
113         /*
114          * We need to tell the secondary core where to find
115          * its stack and the page tables.
116          */
117         secondary_data.stack = task_stack_page(idle) + THREAD_START_SP;
118         secondary_data.pgdir = virt_to_phys(pgd);
119         wmb();
120
121         /*
122          * Now bring the CPU into our world.
123          */
124         ret = boot_secondary(cpu, idle);
125         if (ret == 0) {
126                 unsigned long timeout;
127
128                 /*
129                  * CPU was successfully started, wait for it
130                  * to come online or time out.
131                  */
132                 timeout = jiffies + HZ;
133                 while (time_before(jiffies, timeout)) {
134                         if (cpu_online(cpu))
135                                 break;
136
137                         udelay(10);
138                         barrier();
139                 }
140
141                 if (!cpu_online(cpu))
142                         ret = -EIO;
143         }
144
145         secondary_data.stack = NULL;
146         secondary_data.pgdir = 0;
147
148         *pmd_offset(pgd, PHYS_OFFSET) = __pmd(0);
149         pgd_free(pgd);
150
151         if (ret) {
152                 printk(KERN_CRIT "CPU%u: processor failed to boot\n", cpu);
153
154                 /*
155                  * FIXME: We need to clean up the new idle thread. --rmk
156                  */
157         }
158
159         return ret;
160 }
161
162 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
163 /*
164  * __cpu_disable runs on the processor to be shutdown.
165  */
166 int __cpuexit __cpu_disable(void)
167 {
168         unsigned int cpu = smp_processor_id();
169         struct task_struct *p;
170         int ret;
171
172         ret = mach_cpu_disable(cpu);
173         if (ret)
174                 return ret;
175
176         /*
177          * Take this CPU offline.  Once we clear this, we can't return,
178          * and we must not schedule until we're ready to give up the cpu.
179          */
180         cpu_clear(cpu, cpu_online_map);
181
182         /*
183          * OK - migrate IRQs away from this CPU
184          */
185         migrate_irqs();
186
187         /*
188          * Stop the local timer for this CPU.
189          */
190         local_timer_stop(cpu);
191
192         /*
193          * Flush user cache and TLB mappings, and then remove this CPU
194          * from the vm mask set of all processes.
195          */
196         flush_cache_all();
197         local_flush_tlb_all();
198
199         read_lock(&tasklist_lock);
200         for_each_process(p) {
201                 if (p->mm)
202                         cpu_clear(cpu, p->mm->cpu_vm_mask);
203         }
204         read_unlock(&tasklist_lock);
205
206         return 0;
207 }
208
209 /*
210  * called on the thread which is asking for a CPU to be shutdown -
211  * waits until shutdown has completed, or it is timed out.
212  */
213 void __cpuexit __cpu_die(unsigned int cpu)
214 {
215         if (!platform_cpu_kill(cpu))
216                 printk("CPU%u: unable to kill\n", cpu);
217 }
218
219 /*
220  * Called from the idle thread for the CPU which has been shutdown.
221  *
222  * Note that we disable IRQs here, but do not re-enable them
223  * before returning to the caller. This is also the behaviour
224  * of the other hotplug-cpu capable cores, so presumably coming
225  * out of idle fixes this.
226  */
227 void __cpuexit cpu_die(void)
228 {
229         unsigned int cpu = smp_processor_id();
230
231         local_irq_disable();
232         idle_task_exit();
233
234         /*
235          * actual CPU shutdown procedure is at least platform (if not
236          * CPU) specific
237          */
238         platform_cpu_die(cpu);
239
240         /*
241          * Do not return to the idle loop - jump back to the secondary
242          * cpu initialisation.  There's some initialisation which needs
243          * to be repeated to undo the effects of taking the CPU offline.
244          */
245         __asm__("mov    sp, %0\n"
246         "       b       secondary_start_kernel"
247                 :
248                 : "r" (task_stack_page(current) + THREAD_SIZE - 8));
249 }
250 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
251
252 /*
253  * This is the secondary CPU boot entry.  We're using this CPUs
254  * idle thread stack, but a set of temporary page tables.
255  */
256 asmlinkage void __cpuinit secondary_start_kernel(void)
257 {
258         struct mm_struct *mm = &init_mm;
259         unsigned int cpu = smp_processor_id();
260
261         printk("CPU%u: Booted secondary processor\n", cpu);
262
263         /*
264          * All kernel threads share the same mm context; grab a
265          * reference and switch to it.
266          */
267         atomic_inc(&mm->mm_users);
268         atomic_inc(&mm->mm_count);
269         current->active_mm = mm;
270         cpu_set(cpu, mm->cpu_vm_mask);
271         cpu_switch_mm(mm->pgd, mm);
272         enter_lazy_tlb(mm, current);
273         local_flush_tlb_all();
274
275         cpu_init();
276         preempt_disable();
277
278         /*
279          * Give the platform a chance to do its own initialisation.
280          */
281         platform_secondary_init(cpu);
282
283         /*
284          * Enable local interrupts.
285          */
286         local_irq_enable();
287         local_fiq_enable();
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          * Setup local timer for this CPU.
300          */
301         local_timer_setup(cpu);
302
303         /*
304          * OK, it's off to the idle thread for us
305          */
306         cpu_idle();
307 }
308
309 /*
310  * Called by both boot and secondaries to move global data into
311  * per-processor storage.
312  */
313 void __cpuinit smp_store_cpu_info(unsigned int cpuid)
314 {
315         struct cpuinfo_arm *cpu_info = &per_cpu(cpu_data, cpuid);
316
317         cpu_info->loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
318 }
319
320 void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
321 {
322         int cpu;
323         unsigned long bogosum = 0;
324
325         for_each_online_cpu(cpu)
326                 bogosum += per_cpu(cpu_data, cpu).loops_per_jiffy;
327
328         printk(KERN_INFO "SMP: Total of %d processors activated "
329                "(%lu.%02lu BogoMIPS).\n",
330                num_online_cpus(),
331                bogosum / (500000/HZ),
332                (bogosum / (5000/HZ)) % 100);
333 }
334
335 void __init smp_prepare_boot_cpu(void)
336 {
337         unsigned int cpu = smp_processor_id();
338
339         per_cpu(cpu_data, cpu).idle = current;
340
341         cpu_set(cpu, cpu_possible_map);
342         cpu_set(cpu, cpu_present_map);
343         cpu_set(cpu, cpu_online_map);
344 }
345
346 static void send_ipi_message(cpumask_t callmap, enum ipi_msg_type msg)
347 {
348         unsigned long flags;
349         unsigned int cpu;
350
351         local_irq_save(flags);
352
353         for_each_cpu_mask(cpu, callmap) {
354                 struct ipi_data *ipi = &per_cpu(ipi_data, cpu);
355
356                 spin_lock(&ipi->lock);
357                 ipi->bits |= 1 << msg;
358                 spin_unlock(&ipi->lock);
359         }
360
361         /*
362          * Call the platform specific cross-CPU call function.
363          */
364         smp_cross_call(callmap);
365
366         local_irq_restore(flags);
367 }
368
369 /*
370  * You must not call this function with disabled interrupts, from a
371  * hardware interrupt handler, nor from a bottom half handler.
372  */
373 static int smp_call_function_on_cpu(void (*func)(void *info), void *info,
374                                     int retry, int wait, cpumask_t callmap)
375 {
376         struct smp_call_struct data;
377         unsigned long timeout;
378         int ret = 0;
379
380         data.func = func;
381         data.info = info;
382         data.wait = wait;
383
384         cpu_clear(smp_processor_id(), callmap);
385         if (cpus_empty(callmap))
386                 goto out;
387
388         data.pending = callmap;
389         if (wait)
390                 data.unfinished = callmap;
391
392         /*
393          * try to get the mutex on smp_call_function_data
394          */
395         spin_lock(&smp_call_function_lock);
396         smp_call_function_data = &data;
397
398         send_ipi_message(callmap, IPI_CALL_FUNC);
399
400         timeout = jiffies + HZ;
401         while (!cpus_empty(data.pending) && time_before(jiffies, timeout))
402                 barrier();
403
404         /*
405          * did we time out?
406          */
407         if (!cpus_empty(data.pending)) {
408                 /*
409                  * this may be causing our panic - report it
410                  */
411                 printk(KERN_CRIT
412                        "CPU%u: smp_call_function timeout for %p(%p)\n"
413                        "      callmap %lx pending %lx, %swait\n",
414                        smp_processor_id(), func, info, *cpus_addr(callmap),
415                        *cpus_addr(data.pending), wait ? "" : "no ");
416
417                 /*
418                  * TRACE
419                  */
420                 timeout = jiffies + (5 * HZ);
421                 while (!cpus_empty(data.pending) && time_before(jiffies, timeout))
422                         barrier();
423
424                 if (cpus_empty(data.pending))
425                         printk(KERN_CRIT "     RESOLVED\n");
426                 else
427                         printk(KERN_CRIT "     STILL STUCK\n");
428         }
429
430         /*
431          * whatever happened, we're done with the data, so release it
432          */
433         smp_call_function_data = NULL;
434         spin_unlock(&smp_call_function_lock);
435
436         if (!cpus_empty(data.pending)) {
437                 ret = -ETIMEDOUT;
438                 goto out;
439         }
440
441         if (wait)
442                 while (!cpus_empty(data.unfinished))
443                         barrier();
444  out:
445
446         return 0;
447 }
448
449 int smp_call_function(void (*func)(void *info), void *info, int retry,
450                       int wait)
451 {
452         return smp_call_function_on_cpu(func, info, retry, wait,
453                                         cpu_online_map);
454 }
455
456 void show_ipi_list(struct seq_file *p)
457 {
458         unsigned int cpu;
459
460         seq_puts(p, "IPI:");
461
462         for_each_present_cpu(cpu)
463                 seq_printf(p, " %10lu", per_cpu(ipi_data, cpu).ipi_count);
464
465         seq_putc(p, '\n');
466 }
467
468 void show_local_irqs(struct seq_file *p)
469 {
470         unsigned int cpu;
471
472         seq_printf(p, "LOC: ");
473
474         for_each_present_cpu(cpu)
475                 seq_printf(p, "%10u ", irq_stat[cpu].local_timer_irqs);
476
477         seq_putc(p, '\n');
478 }
479
480 static void ipi_timer(struct pt_regs *regs)
481 {
482         int user = user_mode(regs);
483
484         irq_enter();
485         profile_tick(CPU_PROFILING, regs);
486         update_process_times(user);
487         irq_exit();
488 }
489
490 #ifdef CONFIG_LOCAL_TIMERS
491 asmlinkage void do_local_timer(struct pt_regs *regs)
492 {
493         int cpu = smp_processor_id();
494
495         if (local_timer_ack()) {
496                 irq_stat[cpu].local_timer_irqs++;
497                 ipi_timer(regs);
498         }
499 }
500 #endif
501
502 /*
503  * ipi_call_function - handle IPI from smp_call_function()
504  *
505  * Note that we copy data out of the cross-call structure and then
506  * let the caller know that we're here and have done with their data
507  */
508 static void ipi_call_function(unsigned int cpu)
509 {
510         struct smp_call_struct *data = smp_call_function_data;
511         void (*func)(void *info) = data->func;
512         void *info = data->info;
513         int wait = data->wait;
514
515         cpu_clear(cpu, data->pending);
516
517         func(info);
518
519         if (wait)
520                 cpu_clear(cpu, data->unfinished);
521 }
522
523 static DEFINE_SPINLOCK(stop_lock);
524
525 /*
526  * ipi_cpu_stop - handle IPI from smp_send_stop()
527  */
528 static void ipi_cpu_stop(unsigned int cpu)
529 {
530         spin_lock(&stop_lock);
531         printk(KERN_CRIT "CPU%u: stopping\n", cpu);
532         dump_stack();
533         spin_unlock(&stop_lock);
534
535         cpu_clear(cpu, cpu_online_map);
536
537         local_fiq_disable();
538         local_irq_disable();
539
540         while (1)
541                 cpu_relax();
542 }
543
544 /*
545  * Main handler for inter-processor interrupts
546  *
547  * For ARM, the ipimask now only identifies a single
548  * category of IPI (Bit 1 IPIs have been replaced by a
549  * different mechanism):
550  *
551  *  Bit 0 - Inter-processor function call
552  */
553 asmlinkage void do_IPI(struct pt_regs *regs)
554 {
555         unsigned int cpu = smp_processor_id();
556         struct ipi_data *ipi = &per_cpu(ipi_data, cpu);
557
558         ipi->ipi_count++;
559
560         for (;;) {
561                 unsigned long msgs;
562
563                 spin_lock(&ipi->lock);
564                 msgs = ipi->bits;
565                 ipi->bits = 0;
566                 spin_unlock(&ipi->lock);
567
568                 if (!msgs)
569                         break;
570
571                 do {
572                         unsigned nextmsg;
573
574                         nextmsg = msgs & -msgs;
575                         msgs &= ~nextmsg;
576                         nextmsg = ffz(~nextmsg);
577
578                         switch (nextmsg) {
579                         case IPI_TIMER:
580                                 ipi_timer(regs);
581                                 break;
582
583                         case IPI_RESCHEDULE:
584                                 /*
585                                  * nothing more to do - eveything is
586                                  * done on the interrupt return path
587                                  */
588                                 break;
589
590                         case IPI_CALL_FUNC:
591                                 ipi_call_function(cpu);
592                                 break;
593
594                         case IPI_CPU_STOP:
595                                 ipi_cpu_stop(cpu);
596                                 break;
597
598                         default:
599                                 printk(KERN_CRIT "CPU%u: Unknown IPI message 0x%x\n",
600                                        cpu, nextmsg);
601                                 break;
602                         }
603                 } while (msgs);
604         }
605 }
606
607 void smp_send_reschedule(int cpu)
608 {
609         send_ipi_message(cpumask_of_cpu(cpu), IPI_RESCHEDULE);
610 }
611
612 void smp_send_timer(void)
613 {
614         cpumask_t mask = cpu_online_map;
615         cpu_clear(smp_processor_id(), mask);
616         send_ipi_message(mask, IPI_TIMER);
617 }
618
619 void smp_send_stop(void)
620 {
621         cpumask_t mask = cpu_online_map;
622         cpu_clear(smp_processor_id(), mask);
623         send_ipi_message(mask, IPI_CPU_STOP);
624 }
625
626 /*
627  * not supported here
628  */
629 int __init setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
630 {
631         return -EINVAL;
632 }
633
634 static int
635 on_each_cpu_mask(void (*func)(void *), void *info, int retry, int wait,
636                  cpumask_t mask)
637 {
638         int ret = 0;
639
640         preempt_disable();
641
642         ret = smp_call_function_on_cpu(func, info, retry, wait, mask);
643         if (cpu_isset(smp_processor_id(), mask))
644                 func(info);
645
646         preempt_enable();
647
648         return ret;
649 }
650
651 /**********************************************************************/
652
653 /*
654  * TLB operations
655  */
656 struct tlb_args {
657         struct vm_area_struct *ta_vma;
658         unsigned long ta_start;
659         unsigned long ta_end;
660 };
661
662 static inline void ipi_flush_tlb_all(void *ignored)
663 {
664         local_flush_tlb_all();
665 }
666
667 static inline void ipi_flush_tlb_mm(void *arg)
668 {
669         struct mm_struct *mm = (struct mm_struct *)arg;
670
671         local_flush_tlb_mm(mm);
672 }
673
674 static inline void ipi_flush_tlb_page(void *arg)
675 {
676         struct tlb_args *ta = (struct tlb_args *)arg;
677
678         local_flush_tlb_page(ta->ta_vma, ta->ta_start);
679 }
680
681 static inline void ipi_flush_tlb_kernel_page(void *arg)
682 {
683         struct tlb_args *ta = (struct tlb_args *)arg;
684
685         local_flush_tlb_kernel_page(ta->ta_start);
686 }
687
688 static inline void ipi_flush_tlb_range(void *arg)
689 {
690         struct tlb_args *ta = (struct tlb_args *)arg;
691
692         local_flush_tlb_range(ta->ta_vma, ta->ta_start, ta->ta_end);
693 }
694
695 static inline void ipi_flush_tlb_kernel_range(void *arg)
696 {
697         struct tlb_args *ta = (struct tlb_args *)arg;
698
699         local_flush_tlb_kernel_range(ta->ta_start, ta->ta_end);
700 }
701
702 void flush_tlb_all(void)
703 {
704         on_each_cpu(ipi_flush_tlb_all, NULL, 1, 1);
705 }
706
707 void flush_tlb_mm(struct mm_struct *mm)
708 {
709         cpumask_t mask = mm->cpu_vm_mask;
710
711         on_each_cpu_mask(ipi_flush_tlb_mm, mm, 1, 1, mask);
712 }
713
714 void flush_tlb_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long uaddr)
715 {
716         cpumask_t mask = vma->vm_mm->cpu_vm_mask;
717         struct tlb_args ta;
718
719         ta.ta_vma = vma;
720         ta.ta_start = uaddr;
721
722         on_each_cpu_mask(ipi_flush_tlb_page, &ta, 1, 1, mask);
723 }
724
725 void flush_tlb_kernel_page(unsigned long kaddr)
726 {
727         struct tlb_args ta;
728
729         ta.ta_start = kaddr;
730
731         on_each_cpu(ipi_flush_tlb_kernel_page, &ta, 1, 1);
732 }
733
734 void flush_tlb_range(struct vm_area_struct *vma,
735                      unsigned long start, unsigned long end)
736 {
737         cpumask_t mask = vma->vm_mm->cpu_vm_mask;
738         struct tlb_args ta;
739
740         ta.ta_vma = vma;
741         ta.ta_start = start;
742         ta.ta_end = end;
743
744         on_each_cpu_mask(ipi_flush_tlb_range, &ta, 1, 1, mask);
745 }
746
747 void flush_tlb_kernel_range(unsigned long start, unsigned long end)
748 {
749         struct tlb_args ta;
750
751         ta.ta_start = start;
752         ta.ta_end = end;
753
754         on_each_cpu(ipi_flush_tlb_kernel_range, &ta, 1, 1);
755 }