Merge branch 'devel-stable' into for-next
[cascardo/linux.git] / 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/seq_file.h>
23 #include <linux/irq.h>
24 #include <linux/percpu.h>
25 #include <linux/clockchips.h>
26 #include <linux/completion.h>
27 #include <linux/cpufreq.h>
28
29 #include <linux/atomic.h>
30 #include <asm/smp.h>
31 #include <asm/cacheflush.h>
32 #include <asm/cpu.h>
33 #include <asm/cputype.h>
34 #include <asm/exception.h>
35 #include <asm/idmap.h>
36 #include <asm/topology.h>
37 #include <asm/mmu_context.h>
38 #include <asm/pgtable.h>
39 #include <asm/pgalloc.h>
40 #include <asm/processor.h>
41 #include <asm/sections.h>
42 #include <asm/tlbflush.h>
43 #include <asm/ptrace.h>
44 #include <asm/localtimer.h>
45 #include <asm/smp_plat.h>
46 #include <asm/virt.h>
47 #include <asm/mach/arch.h>
48 #include <asm/mpu.h>
49
50 /*
51  * as from 2.5, kernels no longer have an init_tasks structure
52  * so we need some other way of telling a new secondary core
53  * where to place its SVC stack
54  */
55 struct secondary_data secondary_data;
56
57 /*
58  * control for which core is the next to come out of the secondary
59  * boot "holding pen"
60  */
61 volatile int __cpuinitdata pen_release = -1;
62
63 enum ipi_msg_type {
64         IPI_WAKEUP,
65         IPI_TIMER,
66         IPI_RESCHEDULE,
67         IPI_CALL_FUNC,
68         IPI_CALL_FUNC_SINGLE,
69         IPI_CPU_STOP,
70 };
71
72 static DECLARE_COMPLETION(cpu_running);
73
74 static struct smp_operations smp_ops;
75
76 void __init smp_set_ops(struct smp_operations *ops)
77 {
78         if (ops)
79                 smp_ops = *ops;
80 };
81
82 static unsigned long get_arch_pgd(pgd_t *pgd)
83 {
84         phys_addr_t pgdir = virt_to_phys(pgd);
85         BUG_ON(pgdir & ARCH_PGD_MASK);
86         return pgdir >> ARCH_PGD_SHIFT;
87 }
88
89 int __cpuinit __cpu_up(unsigned int cpu, struct task_struct *idle)
90 {
91         int ret;
92
93         /*
94          * We need to tell the secondary core where to find
95          * its stack and the page tables.
96          */
97         secondary_data.stack = task_stack_page(idle) + THREAD_START_SP;
98 #ifdef CONFIG_ARM_MPU
99         secondary_data.mpu_rgn_szr = mpu_rgn_info.rgns[MPU_RAM_REGION].drsr;
100 #endif
101
102 #ifdef CONFIG_MMU
103         secondary_data.pgdir = get_arch_pgd(idmap_pgd);
104         secondary_data.swapper_pg_dir = get_arch_pgd(swapper_pg_dir);
105 #endif
106         __cpuc_flush_dcache_area(&secondary_data, sizeof(secondary_data));
107         outer_clean_range(__pa(&secondary_data), __pa(&secondary_data + 1));
108
109         /*
110          * Now bring the CPU into our world.
111          */
112         ret = boot_secondary(cpu, idle);
113         if (ret == 0) {
114                 /*
115                  * CPU was successfully started, wait for it
116                  * to come online or time out.
117                  */
118                 wait_for_completion_timeout(&cpu_running,
119                                                  msecs_to_jiffies(1000));
120
121                 if (!cpu_online(cpu)) {
122                         pr_crit("CPU%u: failed to come online\n", cpu);
123                         ret = -EIO;
124                 }
125         } else {
126                 pr_err("CPU%u: failed to boot: %d\n", cpu, ret);
127         }
128
129
130         memset(&secondary_data, 0, sizeof(secondary_data));
131         return ret;
132 }
133
134 /* platform specific SMP operations */
135 void __init smp_init_cpus(void)
136 {
137         if (smp_ops.smp_init_cpus)
138                 smp_ops.smp_init_cpus();
139 }
140
141 int __cpuinit boot_secondary(unsigned int cpu, struct task_struct *idle)
142 {
143         if (smp_ops.smp_boot_secondary)
144                 return smp_ops.smp_boot_secondary(cpu, idle);
145         return -ENOSYS;
146 }
147
148 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
149 static void percpu_timer_stop(void);
150
151 static int platform_cpu_kill(unsigned int cpu)
152 {
153         if (smp_ops.cpu_kill)
154                 return smp_ops.cpu_kill(cpu);
155         return 1;
156 }
157
158 static int platform_cpu_disable(unsigned int cpu)
159 {
160         if (smp_ops.cpu_disable)
161                 return smp_ops.cpu_disable(cpu);
162
163         /*
164          * By default, allow disabling all CPUs except the first one,
165          * since this is special on a lot of platforms, e.g. because
166          * of clock tick interrupts.
167          */
168         return cpu == 0 ? -EPERM : 0;
169 }
170 /*
171  * __cpu_disable runs on the processor to be shutdown.
172  */
173 int __cpuinit __cpu_disable(void)
174 {
175         unsigned int cpu = smp_processor_id();
176         int ret;
177
178         ret = platform_cpu_disable(cpu);
179         if (ret)
180                 return ret;
181
182         /*
183          * Take this CPU offline.  Once we clear this, we can't return,
184          * and we must not schedule until we're ready to give up the cpu.
185          */
186         set_cpu_online(cpu, false);
187
188         /*
189          * OK - migrate IRQs away from this CPU
190          */
191         migrate_irqs();
192
193         /*
194          * Stop the local timer for this CPU.
195          */
196         percpu_timer_stop();
197
198         /*
199          * Flush user cache and TLB mappings, and then remove this CPU
200          * from the vm mask set of all processes.
201          *
202          * Caches are flushed to the Level of Unification Inner Shareable
203          * to write-back dirty lines to unified caches shared by all CPUs.
204          */
205         flush_cache_louis();
206         local_flush_tlb_all();
207
208         clear_tasks_mm_cpumask(cpu);
209
210         return 0;
211 }
212
213 static DECLARE_COMPLETION(cpu_died);
214
215 /*
216  * called on the thread which is asking for a CPU to be shutdown -
217  * waits until shutdown has completed, or it is timed out.
218  */
219 void __cpuinit __cpu_die(unsigned int cpu)
220 {
221         if (!wait_for_completion_timeout(&cpu_died, msecs_to_jiffies(5000))) {
222                 pr_err("CPU%u: cpu didn't die\n", cpu);
223                 return;
224         }
225         printk(KERN_NOTICE "CPU%u: shutdown\n", cpu);
226
227         /*
228          * platform_cpu_kill() is generally expected to do the powering off
229          * and/or cutting of clocks to the dying CPU.  Optionally, this may
230          * be done by the CPU which is dying in preference to supporting
231          * this call, but that means there is _no_ synchronisation between
232          * the requesting CPU and the dying CPU actually losing power.
233          */
234         if (!platform_cpu_kill(cpu))
235                 printk("CPU%u: unable to kill\n", cpu);
236 }
237
238 /*
239  * Called from the idle thread for the CPU which has been shutdown.
240  *
241  * Note that we disable IRQs here, but do not re-enable them
242  * before returning to the caller. This is also the behaviour
243  * of the other hotplug-cpu capable cores, so presumably coming
244  * out of idle fixes this.
245  */
246 void __ref cpu_die(void)
247 {
248         unsigned int cpu = smp_processor_id();
249
250         idle_task_exit();
251
252         local_irq_disable();
253
254         /*
255          * Flush the data out of the L1 cache for this CPU.  This must be
256          * before the completion to ensure that data is safely written out
257          * before platform_cpu_kill() gets called - which may disable
258          * *this* CPU and power down its cache.
259          */
260         flush_cache_louis();
261
262         /*
263          * Tell __cpu_die() that this CPU is now safe to dispose of.  Once
264          * this returns, power and/or clocks can be removed at any point
265          * from this CPU and its cache by platform_cpu_kill().
266          */
267         complete(&cpu_died);
268
269         /*
270          * Ensure that the cache lines associated with that completion are
271          * written out.  This covers the case where _this_ CPU is doing the
272          * powering down, to ensure that the completion is visible to the
273          * CPU waiting for this one.
274          */
275         flush_cache_louis();
276
277         /*
278          * The actual CPU shutdown procedure is at least platform (if not
279          * CPU) specific.  This may remove power, or it may simply spin.
280          *
281          * Platforms are generally expected *NOT* to return from this call,
282          * although there are some which do because they have no way to
283          * power down the CPU.  These platforms are the _only_ reason we
284          * have a return path which uses the fragment of assembly below.
285          *
286          * The return path should not be used for platforms which can
287          * power off the CPU.
288          */
289         if (smp_ops.cpu_die)
290                 smp_ops.cpu_die(cpu);
291
292         /*
293          * Do not return to the idle loop - jump back to the secondary
294          * cpu initialisation.  There's some initialisation which needs
295          * to be repeated to undo the effects of taking the CPU offline.
296          */
297         __asm__("mov    sp, %0\n"
298         "       mov     fp, #0\n"
299         "       b       secondary_start_kernel"
300                 :
301                 : "r" (task_stack_page(current) + THREAD_SIZE - 8));
302 }
303 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
304
305 /*
306  * Called by both boot and secondaries to move global data into
307  * per-processor storage.
308  */
309 static void __cpuinit smp_store_cpu_info(unsigned int cpuid)
310 {
311         struct cpuinfo_arm *cpu_info = &per_cpu(cpu_data, cpuid);
312
313         cpu_info->loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
314         cpu_info->cpuid = read_cpuid_id();
315
316         store_cpu_topology(cpuid);
317 }
318
319 static void percpu_timer_setup(void);
320
321 /*
322  * This is the secondary CPU boot entry.  We're using this CPUs
323  * idle thread stack, but a set of temporary page tables.
324  */
325 asmlinkage void __cpuinit secondary_start_kernel(void)
326 {
327         struct mm_struct *mm = &init_mm;
328         unsigned int cpu;
329
330         /*
331          * The identity mapping is uncached (strongly ordered), so
332          * switch away from it before attempting any exclusive accesses.
333          */
334         cpu_switch_mm(mm->pgd, mm);
335         local_flush_bp_all();
336         enter_lazy_tlb(mm, current);
337         local_flush_tlb_all();
338
339         /*
340          * All kernel threads share the same mm context; grab a
341          * reference and switch to it.
342          */
343         cpu = smp_processor_id();
344         atomic_inc(&mm->mm_count);
345         current->active_mm = mm;
346         cpumask_set_cpu(cpu, mm_cpumask(mm));
347
348         cpu_init();
349
350         printk("CPU%u: Booted secondary processor\n", cpu);
351
352         preempt_disable();
353         trace_hardirqs_off();
354
355         /*
356          * Give the platform a chance to do its own initialisation.
357          */
358         if (smp_ops.smp_secondary_init)
359                 smp_ops.smp_secondary_init(cpu);
360
361         notify_cpu_starting(cpu);
362
363         calibrate_delay();
364
365         smp_store_cpu_info(cpu);
366
367         /*
368          * OK, now it's safe to let the boot CPU continue.  Wait for
369          * the CPU migration code to notice that the CPU is online
370          * before we continue - which happens after __cpu_up returns.
371          */
372         set_cpu_online(cpu, true);
373         complete(&cpu_running);
374
375         /*
376          * Setup the percpu timer for this CPU.
377          */
378         percpu_timer_setup();
379
380         local_irq_enable();
381         local_fiq_enable();
382
383         /*
384          * OK, it's off to the idle thread for us
385          */
386         cpu_startup_entry(CPUHP_ONLINE);
387 }
388
389 void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
390 {
391         int cpu;
392         unsigned long bogosum = 0;
393
394         for_each_online_cpu(cpu)
395                 bogosum += per_cpu(cpu_data, cpu).loops_per_jiffy;
396
397         printk(KERN_INFO "SMP: Total of %d processors activated "
398                "(%lu.%02lu BogoMIPS).\n",
399                num_online_cpus(),
400                bogosum / (500000/HZ),
401                (bogosum / (5000/HZ)) % 100);
402
403         hyp_mode_check();
404 }
405
406 void __init smp_prepare_boot_cpu(void)
407 {
408         set_my_cpu_offset(per_cpu_offset(smp_processor_id()));
409 }
410
411 void __init smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
412 {
413         unsigned int ncores = num_possible_cpus();
414
415         init_cpu_topology();
416
417         smp_store_cpu_info(smp_processor_id());
418
419         /*
420          * are we trying to boot more cores than exist?
421          */
422         if (max_cpus > ncores)
423                 max_cpus = ncores;
424         if (ncores > 1 && max_cpus) {
425                 /*
426                  * Enable the local timer or broadcast device for the
427                  * boot CPU, but only if we have more than one CPU.
428                  */
429                 percpu_timer_setup();
430
431                 /*
432                  * Initialise the present map, which describes the set of CPUs
433                  * actually populated at the present time. A platform should
434                  * re-initialize the map in the platforms smp_prepare_cpus()
435                  * if present != possible (e.g. physical hotplug).
436                  */
437                 init_cpu_present(cpu_possible_mask);
438
439                 /*
440                  * Initialise the SCU if there are more than one CPU
441                  * and let them know where to start.
442                  */
443                 if (smp_ops.smp_prepare_cpus)
444                         smp_ops.smp_prepare_cpus(max_cpus);
445         }
446 }
447
448 static void (*smp_cross_call)(const struct cpumask *, unsigned int);
449
450 void __init set_smp_cross_call(void (*fn)(const struct cpumask *, unsigned int))
451 {
452         if (!smp_cross_call)
453                 smp_cross_call = fn;
454 }
455
456 void arch_send_call_function_ipi_mask(const struct cpumask *mask)
457 {
458         smp_cross_call(mask, IPI_CALL_FUNC);
459 }
460
461 void arch_send_wakeup_ipi_mask(const struct cpumask *mask)
462 {
463         smp_cross_call(mask, IPI_WAKEUP);
464 }
465
466 void arch_send_call_function_single_ipi(int cpu)
467 {
468         smp_cross_call(cpumask_of(cpu), IPI_CALL_FUNC_SINGLE);
469 }
470
471 static const char *ipi_types[NR_IPI] = {
472 #define S(x,s)  [x] = s
473         S(IPI_WAKEUP, "CPU wakeup interrupts"),
474         S(IPI_TIMER, "Timer broadcast interrupts"),
475         S(IPI_RESCHEDULE, "Rescheduling interrupts"),
476         S(IPI_CALL_FUNC, "Function call interrupts"),
477         S(IPI_CALL_FUNC_SINGLE, "Single function call interrupts"),
478         S(IPI_CPU_STOP, "CPU stop interrupts"),
479 };
480
481 void show_ipi_list(struct seq_file *p, int prec)
482 {
483         unsigned int cpu, i;
484
485         for (i = 0; i < NR_IPI; i++) {
486                 seq_printf(p, "%*s%u: ", prec - 1, "IPI", i);
487
488                 for_each_online_cpu(cpu)
489                         seq_printf(p, "%10u ",
490                                    __get_irq_stat(cpu, ipi_irqs[i]));
491
492                 seq_printf(p, " %s\n", ipi_types[i]);
493         }
494 }
495
496 u64 smp_irq_stat_cpu(unsigned int cpu)
497 {
498         u64 sum = 0;
499         int i;
500
501         for (i = 0; i < NR_IPI; i++)
502                 sum += __get_irq_stat(cpu, ipi_irqs[i]);
503
504         return sum;
505 }
506
507 /*
508  * Timer (local or broadcast) support
509  */
510 static DEFINE_PER_CPU(struct clock_event_device, percpu_clockevent);
511
512 #ifdef CONFIG_GENERIC_CLOCKEVENTS_BROADCAST
513 void tick_broadcast(const struct cpumask *mask)
514 {
515         smp_cross_call(mask, IPI_TIMER);
516 }
517 #endif
518
519 static void broadcast_timer_set_mode(enum clock_event_mode mode,
520         struct clock_event_device *evt)
521 {
522 }
523
524 static void __cpuinit broadcast_timer_setup(struct clock_event_device *evt)
525 {
526         evt->name       = "dummy_timer";
527         evt->features   = CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT |
528                           CLOCK_EVT_FEAT_PERIODIC |
529                           CLOCK_EVT_FEAT_DUMMY;
530         evt->rating     = 100;
531         evt->mult       = 1;
532         evt->set_mode   = broadcast_timer_set_mode;
533
534         clockevents_register_device(evt);
535 }
536
537 static struct local_timer_ops *lt_ops;
538
539 #ifdef CONFIG_LOCAL_TIMERS
540 int local_timer_register(struct local_timer_ops *ops)
541 {
542         if (!is_smp() || !setup_max_cpus)
543                 return -ENXIO;
544
545         if (lt_ops)
546                 return -EBUSY;
547
548         lt_ops = ops;
549         return 0;
550 }
551 #endif
552
553 static void __cpuinit percpu_timer_setup(void)
554 {
555         unsigned int cpu = smp_processor_id();
556         struct clock_event_device *evt = &per_cpu(percpu_clockevent, cpu);
557
558         evt->cpumask = cpumask_of(cpu);
559
560         if (!lt_ops || lt_ops->setup(evt))
561                 broadcast_timer_setup(evt);
562 }
563
564 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
565 /*
566  * The generic clock events code purposely does not stop the local timer
567  * on CPU_DEAD/CPU_DEAD_FROZEN hotplug events, so we have to do it
568  * manually here.
569  */
570 static void percpu_timer_stop(void)
571 {
572         unsigned int cpu = smp_processor_id();
573         struct clock_event_device *evt = &per_cpu(percpu_clockevent, cpu);
574
575         if (lt_ops)
576                 lt_ops->stop(evt);
577 }
578 #endif
579
580 static DEFINE_RAW_SPINLOCK(stop_lock);
581
582 /*
583  * ipi_cpu_stop - handle IPI from smp_send_stop()
584  */
585 static void ipi_cpu_stop(unsigned int cpu)
586 {
587         if (system_state == SYSTEM_BOOTING ||
588             system_state == SYSTEM_RUNNING) {
589                 raw_spin_lock(&stop_lock);
590                 printk(KERN_CRIT "CPU%u: stopping\n", cpu);
591                 dump_stack();
592                 raw_spin_unlock(&stop_lock);
593         }
594
595         set_cpu_online(cpu, false);
596
597         local_fiq_disable();
598         local_irq_disable();
599
600         while (1)
601                 cpu_relax();
602 }
603
604 /*
605  * Main handler for inter-processor interrupts
606  */
607 asmlinkage void __exception_irq_entry do_IPI(int ipinr, struct pt_regs *regs)
608 {
609         handle_IPI(ipinr, regs);
610 }
611
612 void handle_IPI(int ipinr, struct pt_regs *regs)
613 {
614         unsigned int cpu = smp_processor_id();
615         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
616
617         if (ipinr < NR_IPI)
618                 __inc_irq_stat(cpu, ipi_irqs[ipinr]);
619
620         switch (ipinr) {
621         case IPI_WAKEUP:
622                 break;
623
624 #ifdef CONFIG_GENERIC_CLOCKEVENTS_BROADCAST
625         case IPI_TIMER:
626                 irq_enter();
627                 tick_receive_broadcast();
628                 irq_exit();
629                 break;
630 #endif
631
632         case IPI_RESCHEDULE:
633                 scheduler_ipi();
634                 break;
635
636         case IPI_CALL_FUNC:
637                 irq_enter();
638                 generic_smp_call_function_interrupt();
639                 irq_exit();
640                 break;
641
642         case IPI_CALL_FUNC_SINGLE:
643                 irq_enter();
644                 generic_smp_call_function_single_interrupt();
645                 irq_exit();
646                 break;
647
648         case IPI_CPU_STOP:
649                 irq_enter();
650                 ipi_cpu_stop(cpu);
651                 irq_exit();
652                 break;
653
654         default:
655                 printk(KERN_CRIT "CPU%u: Unknown IPI message 0x%x\n",
656                        cpu, ipinr);
657                 break;
658         }
659         set_irq_regs(old_regs);
660 }
661
662 void smp_send_reschedule(int cpu)
663 {
664         smp_cross_call(cpumask_of(cpu), IPI_RESCHEDULE);
665 }
666
667 void smp_send_stop(void)
668 {
669         unsigned long timeout;
670         struct cpumask mask;
671
672         cpumask_copy(&mask, cpu_online_mask);
673         cpumask_clear_cpu(smp_processor_id(), &mask);
674         if (!cpumask_empty(&mask))
675                 smp_cross_call(&mask, IPI_CPU_STOP);
676
677         /* Wait up to one second for other CPUs to stop */
678         timeout = USEC_PER_SEC;
679         while (num_online_cpus() > 1 && timeout--)
680                 udelay(1);
681
682         if (num_online_cpus() > 1)
683                 pr_warning("SMP: failed to stop secondary CPUs\n");
684 }
685
686 /*
687  * not supported here
688  */
689 int setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
690 {
691         return -EINVAL;
692 }
693
694 #ifdef CONFIG_CPU_FREQ
695
696 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, l_p_j_ref);
697 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, l_p_j_ref_freq);
698 static unsigned long global_l_p_j_ref;
699 static unsigned long global_l_p_j_ref_freq;
700
701 static int cpufreq_callback(struct notifier_block *nb,
702                                         unsigned long val, void *data)
703 {
704         struct cpufreq_freqs *freq = data;
705         int cpu = freq->cpu;
706
707         if (freq->flags & CPUFREQ_CONST_LOOPS)
708                 return NOTIFY_OK;
709
710         if (!per_cpu(l_p_j_ref, cpu)) {
711                 per_cpu(l_p_j_ref, cpu) =
712                         per_cpu(cpu_data, cpu).loops_per_jiffy;
713                 per_cpu(l_p_j_ref_freq, cpu) = freq->old;
714                 if (!global_l_p_j_ref) {
715                         global_l_p_j_ref = loops_per_jiffy;
716                         global_l_p_j_ref_freq = freq->old;
717                 }
718         }
719
720         if ((val == CPUFREQ_PRECHANGE  && freq->old < freq->new) ||
721             (val == CPUFREQ_POSTCHANGE && freq->old > freq->new) ||
722             (val == CPUFREQ_RESUMECHANGE || val == CPUFREQ_SUSPENDCHANGE)) {
723                 loops_per_jiffy = cpufreq_scale(global_l_p_j_ref,
724                                                 global_l_p_j_ref_freq,
725                                                 freq->new);
726                 per_cpu(cpu_data, cpu).loops_per_jiffy =
727                         cpufreq_scale(per_cpu(l_p_j_ref, cpu),
728                                         per_cpu(l_p_j_ref_freq, cpu),
729                                         freq->new);
730         }
731         return NOTIFY_OK;
732 }
733
734 static struct notifier_block cpufreq_notifier = {
735         .notifier_call  = cpufreq_callback,
736 };
737
738 static int __init register_cpufreq_notifier(void)
739 {
740         return cpufreq_register_notifier(&cpufreq_notifier,
741                                                 CPUFREQ_TRANSITION_NOTIFIER);
742 }
743 core_initcall(register_cpufreq_notifier);
744
745 #endif