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 task_struct *idle;
  84         pgd_t *pgd;
  85         pmd_t *pmd;
  86         int ret;
  87
  88         /*
  89          * Spawn a new process manually.  Grab a pointer to
  90          * its task struct so we can mess with it
  91          */
  92         idle = fork_idle(cpu);
  93         if (IS_ERR(idle)) {
  94                 printk(KERN_ERR "CPU%u: fork() failed\n", cpu);
  95                 return PTR_ERR(idle);
  96         }
  97
  98         /*
  99          * Allocate initial page tables to allow the new CPU to
 100          * enable the MMU safely.  This essentially means a set
 101          * of our "standard" page tables, with the addition of
 102          * a 1:1 mapping for the physical address of the kernel.
 103          */
 104         pgd = pgd_alloc(&init_mm);
 105         pmd = pmd_offset(pgd, PHYS_OFFSET);
 106         *pmd = __pmd((PHYS_OFFSET & PGDIR_MASK) |
 107                      PMD_TYPE_SECT | PMD_SECT_AP_WRITE);
 108
 109         /*
 110          * We need to tell the secondary core where to find
 111          * its stack and the page tables.
 112          */
 113         secondary_data.stack = (void *)idle->thread_info + THREAD_SIZE - 8;
 114         secondary_data.pgdir = virt_to_phys(pgd);
 115         wmb();
 116
 117         /*
 118          * Now bring the CPU into our world.
 119          */
 120         ret = boot_secondary(cpu, idle);
 121         if (ret == 0) {
 122                 unsigned long timeout;
 123
 124                 /*
 125                  * CPU was successfully started, wait for it
 126                  * to come online or time out.
 127                  */
 128                 timeout = jiffies + HZ;
 129                 while (time_before(jiffies, timeout)) {
 130                         if (cpu_online(cpu))
 131                                 break;
 132
 133                         udelay(10);
 134                         barrier();
 135                 }
 136
 137                 if (!cpu_online(cpu))
 138                         ret = -EIO;
 139         }
 140
 141         secondary_data.stack = 0;
 142         secondary_data.pgdir = 0;
 143
 144         *pmd_offset(pgd, PHYS_OFFSET) = __pmd(0);
 145         pgd_free(pgd);
 146
 147         if (ret) {
 148                 printk(KERN_CRIT "CPU%u: processor failed to boot\n", cpu);
 149
 150                 /*
 151                  * FIXME: We need to clean up the new idle thread. --rmk
 152                  */
 153         }
 154
 155         return ret;
 156 }
 157
 158 /*
 159  * This is the secondary CPU boot entry.  We're using this CPUs
 160  * idle thread stack, but a set of temporary page tables.
 161  */
 162 asmlinkage void __cpuinit secondary_start_kernel(void)
 163 {
 164         struct mm_struct *mm = &init_mm;
 165         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 166
 167         printk("CPU%u: Booted secondary processor\n", cpu);
 168
 169         /*
 170          * All kernel threads share the same mm context; grab a
 171          * reference and switch to it.
 172          */
 173         atomic_inc(&mm->mm_users);
 174         atomic_inc(&mm->mm_count);
 175         current->active_mm = mm;
 176         cpu_set(cpu, mm->cpu_vm_mask);
 177         cpu_switch_mm(mm->pgd, mm);
 178         enter_lazy_tlb(mm, current);
 179
 180         cpu_init();
 181
 182         /*
 183          * Give the platform a chance to do its own initialisation.
 184          */
 185         platform_secondary_init(cpu);
 186
 187         /*
 188          * Enable local interrupts.
 189          */
 190         local_irq_enable();
 191         local_fiq_enable();
 192
 193         calibrate_delay();
 194
 195         smp_store_cpu_info(cpu);
 196
 197         /*
 198          * OK, now it's safe to let the boot CPU continue
 199          */
 200         cpu_set(cpu, cpu_online_map);
 201
 202         /*
 203          * OK, it's off to the idle thread for us
 204          */
 205         cpu_idle();
 206 }
 207
 208 /*
 209  * Called by both boot and secondaries to move global data into
 210  * per-processor storage.
 211  */
 212 void __cpuinit smp_store_cpu_info(unsigned int cpuid)
 213 {
 214         struct cpuinfo_arm *cpu_info = &per_cpu(cpu_data, cpuid);
 215
 216         cpu_info->loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
 217 }
 218
 219 void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
 220 {
 221         int cpu;
 222         unsigned long bogosum = 0;
 223
 224         for_each_online_cpu(cpu)
 225                 bogosum += per_cpu(cpu_data, cpu).loops_per_jiffy;
 226
 227         printk(KERN_INFO "SMP: Total of %d processors activated "
 228                "(%lu.%02lu BogoMIPS).\n",
 229                num_online_cpus(),
 230                bogosum / (500000/HZ),
 231                (bogosum / (5000/HZ)) % 100);
 232 }
 233
 234 void __init smp_prepare_boot_cpu(void)
 235 {
 236         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 237
 238         cpu_set(cpu, cpu_possible_map);
 239         cpu_set(cpu, cpu_present_map);
 240         cpu_set(cpu, cpu_online_map);
 241 }
 242
 243 static void send_ipi_message(cpumask_t callmap, enum ipi_msg_type msg)
 244 {
 245         unsigned long flags;
 246         unsigned int cpu;
 247
 248         local_irq_save(flags);
 249
 250         for_each_cpu_mask(cpu, callmap) {
 251                 struct ipi_data *ipi = &per_cpu(ipi_data, cpu);
 252
 253                 spin_lock(&ipi->lock);
 254                 ipi->bits |= 1 << msg;
 255                 spin_unlock(&ipi->lock);
 256         }
 257
 258         /*
 259          * Call the platform specific cross-CPU call function.
 260          */
 261         smp_cross_call(callmap);
 262
 263         local_irq_restore(flags);
 264 }
 265
 266 /*
 267  * You must not call this function with disabled interrupts, from a
 268  * hardware interrupt handler, nor from a bottom half handler.
 269  */
 270 int smp_call_function_on_cpu(void (*func)(void *info), void *info, int retry,
 271                              int wait, cpumask_t callmap)
 272 {
 273         struct smp_call_struct data;
 274         unsigned long timeout;
 275         int ret = 0;
 276
 277         data.func = func;
 278         data.info = info;
 279         data.wait = wait;
 280
 281         cpu_clear(smp_processor_id(), callmap);
 282         if (cpus_empty(callmap))
 283                 goto out;
 284
 285         data.pending = callmap;
 286         if (wait)
 287                 data.unfinished = callmap;
 288
 289         /*
 290          * try to get the mutex on smp_call_function_data
 291          */
 292         spin_lock(&smp_call_function_lock);
 293         smp_call_function_data = &data;
 294
 295         send_ipi_message(callmap, IPI_CALL_FUNC);
 296
 297         timeout = jiffies + HZ;
 298         while (!cpus_empty(data.pending) && time_before(jiffies, timeout))
 299                 barrier();
 300
 301         /*
 302          * did we time out?
 303          */
 304         if (!cpus_empty(data.pending)) {
 305                 /*
 306                  * this may be causing our panic - report it
 307                  */
 308                 printk(KERN_CRIT
 309                        "CPU%u: smp_call_function timeout for %p(%p)\n"
 310                        "      callmap %lx pending %lx, %swait\n",
 311                        smp_processor_id(), func, info, callmap, data.pending,
 312                        wait ? "" : "no ");
 313
 314                 /*
 315                  * TRACE
 316                  */
 317                 timeout = jiffies + (5 * HZ);
 318                 while (!cpus_empty(data.pending) && time_before(jiffies, timeout))
 319                         barrier();
 320
 321                 if (cpus_empty(data.pending))
 322                         printk(KERN_CRIT "     RESOLVED\n");
 323                 else
 324                         printk(KERN_CRIT "     STILL STUCK\n");
 325         }
 326
 327         /*
 328          * whatever happened, we're done with the data, so release it
 329          */
 330         smp_call_function_data = NULL;
 331         spin_unlock(&smp_call_function_lock);
 332
 333         if (!cpus_empty(data.pending)) {
 334                 ret = -ETIMEDOUT;
 335                 goto out;
 336         }
 337
 338         if (wait)
 339                 while (!cpus_empty(data.unfinished))
 340                         barrier();
 341  out:
 342
 343         return 0;
 344 }
 345
 346 int smp_call_function(void (*func)(void *info), void *info, int retry,
 347                       int wait)
 348 {
 349         return smp_call_function_on_cpu(func, info, retry, wait,
 350                                         cpu_online_map);
 351 }
 352
 353 void show_ipi_list(struct seq_file *p)
 354 {
 355         unsigned int cpu;
 356
 357         seq_puts(p, "IPI:");
 358
 359         for_each_present_cpu(cpu)
 360                 seq_printf(p, " %10lu", per_cpu(ipi_data, cpu).ipi_count);
 361
 362         seq_putc(p, '\n');
 363 }
 364
 365 static void ipi_timer(struct pt_regs *regs)
 366 {
 367         int user = user_mode(regs);
 368
 369         irq_enter();
 370         profile_tick(CPU_PROFILING, regs);
 371         update_process_times(user);
 372         irq_exit();
 373 }
 374
 375 /*
 376  * ipi_call_function - handle IPI from smp_call_function()
 377  *
 378  * Note that we copy data out of the cross-call structure and then
 379  * let the caller know that we're here and have done with their data
 380  */
 381 static void ipi_call_function(unsigned int cpu)
 382 {
 383         struct smp_call_struct *data = smp_call_function_data;
 384         void (*func)(void *info) = data->func;
 385         void *info = data->info;
 386         int wait = data->wait;
 387
 388         cpu_clear(cpu, data->pending);
 389
 390         func(info);
 391
 392         if (wait)
 393                 cpu_clear(cpu, data->unfinished);
 394 }
 395
 396 static DEFINE_SPINLOCK(stop_lock);
 397
 398 /*
 399  * ipi_cpu_stop - handle IPI from smp_send_stop()
 400  */
 401 static void ipi_cpu_stop(unsigned int cpu)
 402 {
 403         spin_lock(&stop_lock);
 404         printk(KERN_CRIT "CPU%u: stopping\n", cpu);
 405         dump_stack();
 406         spin_unlock(&stop_lock);
 407
 408         cpu_clear(cpu, cpu_online_map);
 409
 410         local_fiq_disable();
 411         local_irq_disable();
 412
 413         while (1)
 414                 cpu_relax();
 415 }
 416
 417 /*
 418  * Main handler for inter-processor interrupts
 419  *
 420  * For ARM, the ipimask now only identifies a single
 421  * category of IPI (Bit 1 IPIs have been replaced by a
 422  * different mechanism):
 423  *
 424  *  Bit 0 - Inter-processor function call
 425  */
 426 void do_IPI(struct pt_regs *regs)
 427 {
 428         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 429         struct ipi_data *ipi = &per_cpu(ipi_data, cpu);
 430
 431         ipi->ipi_count++;
 432
 433         for (;;) {
 434                 unsigned long msgs;
 435
 436                 spin_lock(&ipi->lock);
 437                 msgs = ipi->bits;
 438                 ipi->bits = 0;
 439                 spin_unlock(&ipi->lock);
 440
 441                 if (!msgs)
 442                         break;
 443
 444                 do {
 445                         unsigned nextmsg;
 446
 447                         nextmsg = msgs & -msgs;
 448                         msgs &= ~nextmsg;
 449                         nextmsg = ffz(~nextmsg);
 450
 451                         switch (nextmsg) {
 452                         case IPI_TIMER:
 453                                 ipi_timer(regs);
 454                                 break;
 455
 456                         case IPI_RESCHEDULE:
 457                                 /*
 458                                  * nothing more to do - eveything is
 459                                  * done on the interrupt return path
 460                                  */
 461                                 break;
 462
 463                         case IPI_CALL_FUNC:
 464                                 ipi_call_function(cpu);
 465                                 break;
 466
 467                         case IPI_CPU_STOP:
 468                                 ipi_cpu_stop(cpu);
 469                                 break;
 470
 471                         default:
 472                                 printk(KERN_CRIT "CPU%u: Unknown IPI message 0x%x\n",
 473                                        cpu, nextmsg);
 474                                 break;
 475                         }
 476                 } while (msgs);
 477         }
 478 }
 479
 480 void smp_send_reschedule(int cpu)
 481 {
 482         send_ipi_message(cpumask_of_cpu(cpu), IPI_RESCHEDULE);
 483 }
 484
 485 void smp_send_timer(void)
 486 {
 487         cpumask_t mask = cpu_online_map;
 488         cpu_clear(smp_processor_id(), mask);
 489         send_ipi_message(mask, IPI_TIMER);
 490 }
 491
 492 void smp_send_stop(void)
 493 {
 494         cpumask_t mask = cpu_online_map;
 495         cpu_clear(smp_processor_id(), mask);
 496         send_ipi_message(mask, IPI_CPU_STOP);
 497 }
 498
 499 /*
 500  * not supported here
 501  */
 502 int __init setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
 503 {
 504         return -EINVAL;
 505 }
 506
 507 static int
 508 on_each_cpu_mask(void (*func)(void *), void *info, int retry, int wait,
 509                  cpumask_t mask)
 510 {
 511         int ret = 0;
 512
 513         preempt_disable();
 514
 515         ret = smp_call_function_on_cpu(func, info, retry, wait, mask);
 516         if (cpu_isset(smp_processor_id(), mask))
 517                 func(info);
 518
 519         preempt_enable();
 520
 521         return ret;
 522 }
 523
 524 /**********************************************************************/
 525
 526 /*
 527  * TLB operations
 528  */
 529 struct tlb_args {
 530         struct vm_area_struct *ta_vma;
 531         unsigned long ta_start;
 532         unsigned long ta_end;
 533 };
 534
 535 static inline void ipi_flush_tlb_all(void *ignored)
 536 {
 537         local_flush_tlb_all();
 538 }
 539
 540 static inline void ipi_flush_tlb_mm(void *arg)
 541 {
 542         struct mm_struct *mm = (struct mm_struct *)arg;
 543
 544         local_flush_tlb_mm(mm);
 545 }
 546
 547 static inline void ipi_flush_tlb_page(void *arg)
 548 {
 549         struct tlb_args *ta = (struct tlb_args *)arg;
 550
 551         local_flush_tlb_page(ta->ta_vma, ta->ta_start);
 552 }
 553
 554 static inline void ipi_flush_tlb_kernel_page(void *arg)
 555 {
 556         struct tlb_args *ta = (struct tlb_args *)arg;
 557
 558         local_flush_tlb_kernel_page(ta->ta_start);
 559 }
 560
 561 static inline void ipi_flush_tlb_range(void *arg)
 562 {
 563         struct tlb_args *ta = (struct tlb_args *)arg;
 564
 565         local_flush_tlb_range(ta->ta_vma, ta->ta_start, ta->ta_end);
 566 }
 567
 568 static inline void ipi_flush_tlb_kernel_range(void *arg)
 569 {
 570         struct tlb_args *ta = (struct tlb_args *)arg;
 571
 572         local_flush_tlb_kernel_range(ta->ta_start, ta->ta_end);
 573 }
 574
 575 void flush_tlb_all(void)
 576 {
 577         on_each_cpu(ipi_flush_tlb_all, NULL, 1, 1);
 578 }
 579
 580 void flush_tlb_mm(struct mm_struct *mm)
 581 {
 582         cpumask_t mask = mm->cpu_vm_mask;
 583
 584         on_each_cpu_mask(ipi_flush_tlb_mm, mm, 1, 1, mask);
 585 }
 586
 587 void flush_tlb_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long uaddr)
 588 {
 589         cpumask_t mask = vma->vm_mm->cpu_vm_mask;
 590         struct tlb_args ta;
 591
 592         ta.ta_vma = vma;
 593         ta.ta_start = uaddr;
 594
 595         on_each_cpu_mask(ipi_flush_tlb_page, &ta, 1, 1, mask);
 596 }
 597
 598 void flush_tlb_kernel_page(unsigned long kaddr)
 599 {
 600         struct tlb_args ta;
 601
 602         ta.ta_start = kaddr;
 603
 604         on_each_cpu(ipi_flush_tlb_kernel_page, &ta, 1, 1);
 605 }
 606
 607 void flush_tlb_range(struct vm_area_struct *vma,
 608                      unsigned long start, unsigned long end)
 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 = start;
 615         ta.ta_end = end;
 616
 617         on_each_cpu_mask(ipi_flush_tlb_range, &ta, 1, 1, mask);
 618 }
 619
 620 void flush_tlb_kernel_range(unsigned long start, unsigned long end)
 621 {
 622         struct tlb_args ta;
 623
 624         ta.ta_start = start;
 625         ta.ta_end = end;
 626
 627         on_each_cpu(ipi_flush_tlb_kernel_range, &ta, 1, 1);
 628 }