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 = (void *)idle->thread_info + 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 = 0;
 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 /*
 163  * This is the secondary CPU boot entry.  We're using this CPUs
 164  * idle thread stack, but a set of temporary page tables.
 165  */
 166 asmlinkage void __cpuinit secondary_start_kernel(void)
 167 {
 168         struct mm_struct *mm = &init_mm;
 169         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 170
 171         printk("CPU%u: Booted secondary processor\n", cpu);
 172
 173         /*
 174          * All kernel threads share the same mm context; grab a
 175          * reference and switch to it.
 176          */
 177         atomic_inc(&mm->mm_users);
 178         atomic_inc(&mm->mm_count);
 179         current->active_mm = mm;
 180         cpu_set(cpu, mm->cpu_vm_mask);
 181         cpu_switch_mm(mm->pgd, mm);
 182         enter_lazy_tlb(mm, current);
 183         local_flush_tlb_all();
 184
 185         cpu_init();
 186
 187         /*
 188          * Give the platform a chance to do its own initialisation.
 189          */
 190         platform_secondary_init(cpu);
 191
 192         /*
 193          * Enable local interrupts.
 194          */
 195         local_irq_enable();
 196         local_fiq_enable();
 197
 198         calibrate_delay();
 199
 200         smp_store_cpu_info(cpu);
 201
 202         /*
 203          * OK, now it's safe to let the boot CPU continue
 204          */
 205         cpu_set(cpu, cpu_online_map);
 206
 207         /*
 208          * OK, it's off to the idle thread for us
 209          */
 210         cpu_idle();
 211 }
 212
 213 /*
 214  * Called by both boot and secondaries to move global data into
 215  * per-processor storage.
 216  */
 217 void __cpuinit smp_store_cpu_info(unsigned int cpuid)
 218 {
 219         struct cpuinfo_arm *cpu_info = &per_cpu(cpu_data, cpuid);
 220
 221         cpu_info->loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
 222 }
 223
 224 void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
 225 {
 226         int cpu;
 227         unsigned long bogosum = 0;
 228
 229         for_each_online_cpu(cpu)
 230                 bogosum += per_cpu(cpu_data, cpu).loops_per_jiffy;
 231
 232         printk(KERN_INFO "SMP: Total of %d processors activated "
 233                "(%lu.%02lu BogoMIPS).\n",
 234                num_online_cpus(),
 235                bogosum / (500000/HZ),
 236                (bogosum / (5000/HZ)) % 100);
 237 }
 238
 239 void __init smp_prepare_boot_cpu(void)
 240 {
 241         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 242
 243         per_cpu(cpu_data, cpu).idle = current;
 244
 245         cpu_set(cpu, cpu_possible_map);
 246         cpu_set(cpu, cpu_present_map);
 247         cpu_set(cpu, cpu_online_map);
 248 }
 249
 250 static void send_ipi_message(cpumask_t callmap, enum ipi_msg_type msg)
 251 {
 252         unsigned long flags;
 253         unsigned int cpu;
 254
 255         local_irq_save(flags);
 256
 257         for_each_cpu_mask(cpu, callmap) {
 258                 struct ipi_data *ipi = &per_cpu(ipi_data, cpu);
 259
 260                 spin_lock(&ipi->lock);
 261                 ipi->bits |= 1 << msg;
 262                 spin_unlock(&ipi->lock);
 263         }
 264
 265         /*
 266          * Call the platform specific cross-CPU call function.
 267          */
 268         smp_cross_call(callmap);
 269
 270         local_irq_restore(flags);
 271 }
 272
 273 /*
 274  * You must not call this function with disabled interrupts, from a
 275  * hardware interrupt handler, nor from a bottom half handler.
 276  */
 277 int smp_call_function_on_cpu(void (*func)(void *info), void *info, int retry,
 278                              int wait, cpumask_t callmap)
 279 {
 280         struct smp_call_struct data;
 281         unsigned long timeout;
 282         int ret = 0;
 283
 284         data.func = func;
 285         data.info = info;
 286         data.wait = wait;
 287
 288         cpu_clear(smp_processor_id(), callmap);
 289         if (cpus_empty(callmap))
 290                 goto out;
 291
 292         data.pending = callmap;
 293         if (wait)
 294                 data.unfinished = callmap;
 295
 296         /*
 297          * try to get the mutex on smp_call_function_data
 298          */
 299         spin_lock(&smp_call_function_lock);
 300         smp_call_function_data = &data;
 301
 302         send_ipi_message(callmap, IPI_CALL_FUNC);
 303
 304         timeout = jiffies + HZ;
 305         while (!cpus_empty(data.pending) && time_before(jiffies, timeout))
 306                 barrier();
 307
 308         /*
 309          * did we time out?
 310          */
 311         if (!cpus_empty(data.pending)) {
 312                 /*
 313                  * this may be causing our panic - report it
 314                  */
 315                 printk(KERN_CRIT
 316                        "CPU%u: smp_call_function timeout for %p(%p)\n"
 317                        "      callmap %lx pending %lx, %swait\n",
 318                        smp_processor_id(), func, info, *cpus_addr(callmap),
 319                        *cpus_addr(data.pending), wait ? "" : "no ");
 320
 321                 /*
 322                  * TRACE
 323                  */
 324                 timeout = jiffies + (5 * HZ);
 325                 while (!cpus_empty(data.pending) && time_before(jiffies, timeout))
 326                         barrier();
 327
 328                 if (cpus_empty(data.pending))
 329                         printk(KERN_CRIT "     RESOLVED\n");
 330                 else
 331                         printk(KERN_CRIT "     STILL STUCK\n");
 332         }
 333
 334         /*
 335          * whatever happened, we're done with the data, so release it
 336          */
 337         smp_call_function_data = NULL;
 338         spin_unlock(&smp_call_function_lock);
 339
 340         if (!cpus_empty(data.pending)) {
 341                 ret = -ETIMEDOUT;
 342                 goto out;
 343         }
 344
 345         if (wait)
 346                 while (!cpus_empty(data.unfinished))
 347                         barrier();
 348  out:
 349
 350         return 0;
 351 }
 352
 353 int smp_call_function(void (*func)(void *info), void *info, int retry,
 354                       int wait)
 355 {
 356         return smp_call_function_on_cpu(func, info, retry, wait,
 357                                         cpu_online_map);
 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 static void ipi_timer(struct pt_regs *regs)
 373 {
 374         int user = user_mode(regs);
 375
 376         irq_enter();
 377         profile_tick(CPU_PROFILING, regs);
 378         update_process_times(user);
 379         irq_exit();
 380 }
 381
 382 /*
 383  * ipi_call_function - handle IPI from smp_call_function()
 384  *
 385  * Note that we copy data out of the cross-call structure and then
 386  * let the caller know that we're here and have done with their data
 387  */
 388 static void ipi_call_function(unsigned int cpu)
 389 {
 390         struct smp_call_struct *data = smp_call_function_data;
 391         void (*func)(void *info) = data->func;
 392         void *info = data->info;
 393         int wait = data->wait;
 394
 395         cpu_clear(cpu, data->pending);
 396
 397         func(info);
 398
 399         if (wait)
 400                 cpu_clear(cpu, data->unfinished);
 401 }
 402
 403 static DEFINE_SPINLOCK(stop_lock);
 404
 405 /*
 406  * ipi_cpu_stop - handle IPI from smp_send_stop()
 407  */
 408 static void ipi_cpu_stop(unsigned int cpu)
 409 {
 410         spin_lock(&stop_lock);
 411         printk(KERN_CRIT "CPU%u: stopping\n", cpu);
 412         dump_stack();
 413         spin_unlock(&stop_lock);
 414
 415         cpu_clear(cpu, cpu_online_map);
 416
 417         local_fiq_disable();
 418         local_irq_disable();
 419
 420         while (1)
 421                 cpu_relax();
 422 }
 423
 424 /*
 425  * Main handler for inter-processor interrupts
 426  *
 427  * For ARM, the ipimask now only identifies a single
 428  * category of IPI (Bit 1 IPIs have been replaced by a
 429  * different mechanism):
 430  *
 431  *  Bit 0 - Inter-processor function call
 432  */
 433 void do_IPI(struct pt_regs *regs)
 434 {
 435         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 436         struct ipi_data *ipi = &per_cpu(ipi_data, cpu);
 437
 438         ipi->ipi_count++;
 439
 440         for (;;) {
 441                 unsigned long msgs;
 442
 443                 spin_lock(&ipi->lock);
 444                 msgs = ipi->bits;
 445                 ipi->bits = 0;
 446                 spin_unlock(&ipi->lock);
 447
 448                 if (!msgs)
 449                         break;
 450
 451                 do {
 452                         unsigned nextmsg;
 453
 454                         nextmsg = msgs & -msgs;
 455                         msgs &= ~nextmsg;
 456                         nextmsg = ffz(~nextmsg);
 457
 458                         switch (nextmsg) {
 459                         case IPI_TIMER:
 460                                 ipi_timer(regs);
 461                                 break;
 462
 463                         case IPI_RESCHEDULE:
 464                                 /*
 465                                  * nothing more to do - eveything is
 466                                  * done on the interrupt return path
 467                                  */
 468                                 break;
 469
 470                         case IPI_CALL_FUNC:
 471                                 ipi_call_function(cpu);
 472                                 break;
 473
 474                         case IPI_CPU_STOP:
 475                                 ipi_cpu_stop(cpu);
 476                                 break;
 477
 478                         default:
 479                                 printk(KERN_CRIT "CPU%u: Unknown IPI message 0x%x\n",
 480                                        cpu, nextmsg);
 481                                 break;
 482                         }
 483                 } while (msgs);
 484         }
 485 }
 486
 487 void smp_send_reschedule(int cpu)
 488 {
 489         send_ipi_message(cpumask_of_cpu(cpu), IPI_RESCHEDULE);
 490 }
 491
 492 void smp_send_timer(void)
 493 {
 494         cpumask_t mask = cpu_online_map;
 495         cpu_clear(smp_processor_id(), mask);
 496         send_ipi_message(mask, IPI_TIMER);
 497 }
 498
 499 void smp_send_stop(void)
 500 {
 501         cpumask_t mask = cpu_online_map;
 502         cpu_clear(smp_processor_id(), mask);
 503         send_ipi_message(mask, IPI_CPU_STOP);
 504 }
 505
 506 /*
 507  * not supported here
 508  */
 509 int __init setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
 510 {
 511         return -EINVAL;
 512 }
 513
 514 static int
 515 on_each_cpu_mask(void (*func)(void *), void *info, int retry, int wait,
 516                  cpumask_t mask)
 517 {
 518         int ret = 0;
 519
 520         preempt_disable();
 521
 522         ret = smp_call_function_on_cpu(func, info, retry, wait, mask);
 523         if (cpu_isset(smp_processor_id(), mask))
 524                 func(info);
 525
 526         preempt_enable();
 527
 528         return ret;
 529 }
 530
 531 /**********************************************************************/
 532
 533 /*
 534  * TLB operations
 535  */
 536 struct tlb_args {
 537         struct vm_area_struct *ta_vma;
 538         unsigned long ta_start;
 539         unsigned long ta_end;
 540 };
 541
 542 static inline void ipi_flush_tlb_all(void *ignored)
 543 {
 544         local_flush_tlb_all();
 545 }
 546
 547 static inline void ipi_flush_tlb_mm(void *arg)
 548 {
 549         struct mm_struct *mm = (struct mm_struct *)arg;
 550
 551         local_flush_tlb_mm(mm);
 552 }
 553
 554 static inline void ipi_flush_tlb_page(void *arg)
 555 {
 556         struct tlb_args *ta = (struct tlb_args *)arg;
 557
 558         local_flush_tlb_page(ta->ta_vma, ta->ta_start);
 559 }
 560
 561 static inline void ipi_flush_tlb_kernel_page(void *arg)
 562 {
 563         struct tlb_args *ta = (struct tlb_args *)arg;
 564
 565         local_flush_tlb_kernel_page(ta->ta_start);
 566 }
 567
 568 static inline void ipi_flush_tlb_range(void *arg)
 569 {
 570         struct tlb_args *ta = (struct tlb_args *)arg;
 571
 572         local_flush_tlb_range(ta->ta_vma, ta->ta_start, ta->ta_end);
 573 }
 574
 575 static inline void ipi_flush_tlb_kernel_range(void *arg)
 576 {
 577         struct tlb_args *ta = (struct tlb_args *)arg;
 578
 579         local_flush_tlb_kernel_range(ta->ta_start, ta->ta_end);
 580 }
 581
 582 void flush_tlb_all(void)
 583 {
 584         on_each_cpu(ipi_flush_tlb_all, NULL, 1, 1);
 585 }
 586
 587 void flush_tlb_mm(struct mm_struct *mm)
 588 {
 589         cpumask_t mask = mm->cpu_vm_mask;
 590
 591         on_each_cpu_mask(ipi_flush_tlb_mm, mm, 1, 1, mask);
 592 }
 593
 594 void flush_tlb_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long uaddr)
 595 {
 596         cpumask_t mask = vma->vm_mm->cpu_vm_mask;
 597         struct tlb_args ta;
 598
 599         ta.ta_vma = vma;
 600         ta.ta_start = uaddr;
 601
 602         on_each_cpu_mask(ipi_flush_tlb_page, &ta, 1, 1, mask);
 603 }
 604
 605 void flush_tlb_kernel_page(unsigned long kaddr)
 606 {
 607         struct tlb_args ta;
 608
 609         ta.ta_start = kaddr;
 610
 611         on_each_cpu(ipi_flush_tlb_kernel_page, &ta, 1, 1);
 612 }
 613
 614 void flush_tlb_range(struct vm_area_struct *vma,
 615                      unsigned long start, unsigned long end)
 616 {
 617         cpumask_t mask = vma->vm_mm->cpu_vm_mask;
 618         struct tlb_args ta;
 619
 620         ta.ta_vma = vma;
 621         ta.ta_start = start;
 622         ta.ta_end = end;
 623
 624         on_each_cpu_mask(ipi_flush_tlb_range, &ta, 1, 1, mask);
 625 }
 626
 627 void flush_tlb_kernel_range(unsigned long start, unsigned long end)
 628 {
 629         struct tlb_args ta;
 630
 631         ta.ta_start = start;
 632         ta.ta_end = end;
 633
 634         on_each_cpu(ipi_flush_tlb_kernel_range, &ta, 1, 1);
 635 }