5919eb451bb9840590091c3d26a922bd65b1d005
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.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
49 /*
50  * as from 2.5, kernels no longer have an init_tasks structure
51  * so we need some other way of telling a new secondary core
52  * where to place its SVC stack
53  */
54 struct secondary_data secondary_data;
55
56 /*
57  * control for which core is the next to come out of the secondary
58  * boot "holding pen"
59  */
60 volatile int __cpuinitdata pen_release = -1;
61
62 enum ipi_msg_type {
63         IPI_WAKEUP,
64         IPI_TIMER,
65         IPI_RESCHEDULE,
66         IPI_CALL_FUNC,
67         IPI_CALL_FUNC_SINGLE,
68         IPI_CPU_STOP,
69 };
70
71 static DECLARE_COMPLETION(cpu_running);
72
73 static struct smp_operations smp_ops;
74
75 void __init smp_set_ops(struct smp_operations *ops)
76 {
77         if (ops)
78                 smp_ops = *ops;
79 };
80
81 int __cpuinit __cpu_up(unsigned int cpu, struct task_struct *idle)
82 {
83         int ret;
84
85         /*
86          * We need to tell the secondary core where to find
87          * its stack and the page tables.
88          */
89         secondary_data.stack = task_stack_page(idle) + THREAD_START_SP;
90         secondary_data.pgdir = virt_to_phys(idmap_pgd);
91         secondary_data.swapper_pg_dir = virt_to_phys(swapper_pg_dir);
92         __cpuc_flush_dcache_area(&secondary_data, sizeof(secondary_data));
93         outer_clean_range(__pa(&secondary_data), __pa(&secondary_data + 1));
94
95         /*
96          * Now bring the CPU into our world.
97          */
98         ret = boot_secondary(cpu, idle);
99         if (ret == 0) {
100                 /*
101                  * CPU was successfully started, wait for it
102                  * to come online or time out.
103                  */
104                 wait_for_completion_timeout(&cpu_running,
105                                                  msecs_to_jiffies(1000));
106
107                 if (!cpu_online(cpu)) {
108                         pr_crit("CPU%u: failed to come online\n", cpu);
109                         ret = -EIO;
110                 }
111         } else {
112                 pr_err("CPU%u: failed to boot: %d\n", cpu, ret);
113         }
114
115         secondary_data.stack = NULL;
116         secondary_data.pgdir = 0;
117
118         return ret;
119 }
120
121 /* platform specific SMP operations */
122 void __init smp_init_cpus(void)
123 {
124         if (smp_ops.smp_init_cpus)
125                 smp_ops.smp_init_cpus();
126 }
127
128 int __cpuinit boot_secondary(unsigned int cpu, struct task_struct *idle)
129 {
130         if (smp_ops.smp_boot_secondary)
131                 return smp_ops.smp_boot_secondary(cpu, idle);
132         return -ENOSYS;
133 }
134
135 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
136 static void percpu_timer_stop(void);
137
138 static int platform_cpu_kill(unsigned int cpu)
139 {
140         if (smp_ops.cpu_kill)
141                 return smp_ops.cpu_kill(cpu);
142         return 1;
143 }
144
145 static int platform_cpu_disable(unsigned int cpu)
146 {
147         if (smp_ops.cpu_disable)
148                 return smp_ops.cpu_disable(cpu);
149
150         /*
151          * By default, allow disabling all CPUs except the first one,
152          * since this is special on a lot of platforms, e.g. because
153          * of clock tick interrupts.
154          */
155         return cpu == 0 ? -EPERM : 0;
156 }
157 /*
158  * __cpu_disable runs on the processor to be shutdown.
159  */
160 int __cpuinit __cpu_disable(void)
161 {
162         unsigned int cpu = smp_processor_id();
163         int ret;
164
165         ret = platform_cpu_disable(cpu);
166         if (ret)
167                 return ret;
168
169         /*
170          * Take this CPU offline.  Once we clear this, we can't return,
171          * and we must not schedule until we're ready to give up the cpu.
172          */
173         set_cpu_online(cpu, false);
174
175         /*
176          * OK - migrate IRQs away from this CPU
177          */
178         migrate_irqs();
179
180         /*
181          * Stop the local timer for this CPU.
182          */
183         percpu_timer_stop();
184
185         /*
186          * Flush user cache and TLB mappings, and then remove this CPU
187          * from the vm mask set of all processes.
188          *
189          * Caches are flushed to the Level of Unification Inner Shareable
190          * to write-back dirty lines to unified caches shared by all CPUs.
191          */
192         flush_cache_louis();
193         local_flush_tlb_all();
194
195         clear_tasks_mm_cpumask(cpu);
196
197         return 0;
198 }
199
200 static DECLARE_COMPLETION(cpu_died);
201
202 /*
203  * called on the thread which is asking for a CPU to be shutdown -
204  * waits until shutdown has completed, or it is timed out.
205  */
206 void __cpuinit __cpu_die(unsigned int cpu)
207 {
208         if (!wait_for_completion_timeout(&cpu_died, msecs_to_jiffies(5000))) {
209                 pr_err("CPU%u: cpu didn't die\n", cpu);
210                 return;
211         }
212         printk(KERN_NOTICE "CPU%u: shutdown\n", cpu);
213
214         /*
215          * platform_cpu_kill() is generally expected to do the powering off
216          * and/or cutting of clocks to the dying CPU.  Optionally, this may
217          * be done by the CPU which is dying in preference to supporting
218          * this call, but that means there is _no_ synchronisation between
219          * the requesting CPU and the dying CPU actually losing power.
220          */
221         if (!platform_cpu_kill(cpu))
222                 printk("CPU%u: unable to kill\n", cpu);
223 }
224
225 /*
226  * Called from the idle thread for the CPU which has been shutdown.
227  *
228  * Note that we disable IRQs here, but do not re-enable them
229  * before returning to the caller. This is also the behaviour
230  * of the other hotplug-cpu capable cores, so presumably coming
231  * out of idle fixes this.
232  */
233 void __ref cpu_die(void)
234 {
235         unsigned int cpu = smp_processor_id();
236
237         idle_task_exit();
238
239         local_irq_disable();
240
241         /*
242          * Flush the data out of the L1 cache for this CPU.  This must be
243          * before the completion to ensure that data is safely written out
244          * before platform_cpu_kill() gets called - which may disable
245          * *this* CPU and power down its cache.
246          */
247         flush_cache_louis();
248
249         /*
250          * Tell __cpu_die() that this CPU is now safe to dispose of.  Once
251          * this returns, power and/or clocks can be removed at any point
252          * from this CPU and its cache by platform_cpu_kill().
253          */
254         complete(&cpu_died);
255
256         /*
257          * Ensure that the cache lines associated with that completion are
258          * written out.  This covers the case where _this_ CPU is doing the
259          * powering down, to ensure that the completion is visible to the
260          * CPU waiting for this one.
261          */
262         flush_cache_louis();
263
264         /*
265          * The actual CPU shutdown procedure is at least platform (if not
266          * CPU) specific.  This may remove power, or it may simply spin.
267          *
268          * Platforms are generally expected *NOT* to return from this call,
269          * although there are some which do because they have no way to
270          * power down the CPU.  These platforms are the _only_ reason we
271          * have a return path which uses the fragment of assembly below.
272          *
273          * The return path should not be used for platforms which can
274          * power off the CPU.
275          */
276         if (smp_ops.cpu_die)
277                 smp_ops.cpu_die(cpu);
278
279         /*
280          * Do not return to the idle loop - jump back to the secondary
281          * cpu initialisation.  There's some initialisation which needs
282          * to be repeated to undo the effects of taking the CPU offline.
283          */
284         __asm__("mov    sp, %0\n"
285         "       mov     fp, #0\n"
286         "       b       secondary_start_kernel"
287                 :
288                 : "r" (task_stack_page(current) + THREAD_SIZE - 8));
289 }
290 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
291
292 /*
293  * Called by both boot and secondaries to move global data into
294  * per-processor storage.
295  */
296 static void __cpuinit smp_store_cpu_info(unsigned int cpuid)
297 {
298         struct cpuinfo_arm *cpu_info = &per_cpu(cpu_data, cpuid);
299
300         cpu_info->loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
301         cpu_info->cpuid = read_cpuid_id();
302
303         store_cpu_topology(cpuid);
304 }
305
306 static void percpu_timer_setup(void);
307
308 /*
309  * This is the secondary CPU boot entry.  We're using this CPUs
310  * idle thread stack, but a set of temporary page tables.
311  */
312 asmlinkage void __cpuinit secondary_start_kernel(void)
313 {
314         struct mm_struct *mm = &init_mm;
315         unsigned int cpu;
316
317         /*
318          * The identity mapping is uncached (strongly ordered), so
319          * switch away from it before attempting any exclusive accesses.
320          */
321         cpu_switch_mm(mm->pgd, mm);
322         local_flush_bp_all();
323         enter_lazy_tlb(mm, current);
324         local_flush_tlb_all();
325
326         /*
327          * All kernel threads share the same mm context; grab a
328          * reference and switch to it.
329          */
330         cpu = smp_processor_id();
331         atomic_inc(&mm->mm_count);
332         current->active_mm = mm;
333         cpumask_set_cpu(cpu, mm_cpumask(mm));
334
335         cpu_init();
336
337         printk("CPU%u: Booted secondary processor\n", cpu);
338
339         preempt_disable();
340         trace_hardirqs_off();
341
342         /*
343          * Give the platform a chance to do its own initialisation.
344          */
345         if (smp_ops.smp_secondary_init)
346                 smp_ops.smp_secondary_init(cpu);
347
348         notify_cpu_starting(cpu);
349
350         calibrate_delay();
351
352         smp_store_cpu_info(cpu);
353
354         /*
355          * OK, now it's safe to let the boot CPU continue.  Wait for
356          * the CPU migration code to notice that the CPU is online
357          * before we continue - which happens after __cpu_up returns.
358          */
359         set_cpu_online(cpu, true);
360         complete(&cpu_running);
361
362         /*
363          * Setup the percpu timer for this CPU.
364          */
365         percpu_timer_setup();
366
367         local_irq_enable();
368         local_fiq_enable();
369
370         /*
371          * OK, it's off to the idle thread for us
372          */
373         cpu_startup_entry(CPUHP_ONLINE);
374 }
375
376 void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
377 {
378         int cpu;
379         unsigned long bogosum = 0;
380
381         for_each_online_cpu(cpu)
382                 bogosum += per_cpu(cpu_data, cpu).loops_per_jiffy;
383
384         printk(KERN_INFO "SMP: Total of %d processors activated "
385                "(%lu.%02lu BogoMIPS).\n",
386                num_online_cpus(),
387                bogosum / (500000/HZ),
388                (bogosum / (5000/HZ)) % 100);
389
390         hyp_mode_check();
391 }
392
393 void __init smp_prepare_boot_cpu(void)
394 {
395         set_my_cpu_offset(per_cpu_offset(smp_processor_id()));
396 }
397
398 void __init smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
399 {
400         unsigned int ncores = num_possible_cpus();
401
402         init_cpu_topology();
403
404         smp_store_cpu_info(smp_processor_id());
405
406         /*
407          * are we trying to boot more cores than exist?
408          */
409         if (max_cpus > ncores)
410                 max_cpus = ncores;
411         if (ncores > 1 && max_cpus) {
412                 /*
413                  * Enable the local timer or broadcast device for the
414                  * boot CPU, but only if we have more than one CPU.
415                  */
416                 percpu_timer_setup();
417
418                 /*
419                  * Initialise the present map, which describes the set of CPUs
420                  * actually populated at the present time. A platform should
421                  * re-initialize the map in the platforms smp_prepare_cpus()
422                  * if present != possible (e.g. physical hotplug).
423                  */
424                 init_cpu_present(cpu_possible_mask);
425
426                 /*
427                  * Initialise the SCU if there are more than one CPU
428                  * and let them know where to start.
429                  */
430                 if (smp_ops.smp_prepare_cpus)
431                         smp_ops.smp_prepare_cpus(max_cpus);
432         }
433 }
434
435 static void (*smp_cross_call)(const struct cpumask *, unsigned int);
436
437 void __init set_smp_cross_call(void (*fn)(const struct cpumask *, unsigned int))
438 {
439         if (!smp_cross_call)
440                 smp_cross_call = fn;
441 }
442
443 void arch_send_call_function_ipi_mask(const struct cpumask *mask)
444 {
445         smp_cross_call(mask, IPI_CALL_FUNC);
446 }
447
448 void arch_send_wakeup_ipi_mask(const struct cpumask *mask)
449 {
450         smp_cross_call(mask, IPI_WAKEUP);
451 }
452
453 void arch_send_call_function_single_ipi(int cpu)
454 {
455         smp_cross_call(cpumask_of(cpu), IPI_CALL_FUNC_SINGLE);
456 }
457
458 static const char *ipi_types[NR_IPI] = {
459 #define S(x,s)  [x] = s
460         S(IPI_WAKEUP, "CPU wakeup interrupts"),
461         S(IPI_TIMER, "Timer broadcast interrupts"),
462         S(IPI_RESCHEDULE, "Rescheduling interrupts"),
463         S(IPI_CALL_FUNC, "Function call interrupts"),
464         S(IPI_CALL_FUNC_SINGLE, "Single function call interrupts"),
465         S(IPI_CPU_STOP, "CPU stop interrupts"),
466 };
467
468 void show_ipi_list(struct seq_file *p, int prec)
469 {
470         unsigned int cpu, i;
471
472         for (i = 0; i < NR_IPI; i++) {
473                 seq_printf(p, "%*s%u: ", prec - 1, "IPI", i);
474
475                 for_each_online_cpu(cpu)
476                         seq_printf(p, "%10u ",
477                                    __get_irq_stat(cpu, ipi_irqs[i]));
478
479                 seq_printf(p, " %s\n", ipi_types[i]);
480         }
481 }
482
483 u64 smp_irq_stat_cpu(unsigned int cpu)
484 {
485         u64 sum = 0;
486         int i;
487
488         for (i = 0; i < NR_IPI; i++)
489                 sum += __get_irq_stat(cpu, ipi_irqs[i]);
490
491         return sum;
492 }
493
494 /*
495  * Timer (local or broadcast) support
496  */
497 static DEFINE_PER_CPU(struct clock_event_device, percpu_clockevent);
498
499 #ifdef CONFIG_GENERIC_CLOCKEVENTS_BROADCAST
500 void tick_broadcast(const struct cpumask *mask)
501 {
502         smp_cross_call(mask, IPI_TIMER);
503 }
504 #endif
505
506 static void broadcast_timer_set_mode(enum clock_event_mode mode,
507         struct clock_event_device *evt)
508 {
509 }
510
511 static void __cpuinit broadcast_timer_setup(struct clock_event_device *evt)
512 {
513         evt->name       = "dummy_timer";
514         evt->features   = CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT |
515                           CLOCK_EVT_FEAT_PERIODIC |
516                           CLOCK_EVT_FEAT_DUMMY;
517         evt->rating     = 100;
518         evt->mult       = 1;
519         evt->set_mode   = broadcast_timer_set_mode;
520
521         clockevents_register_device(evt);
522 }
523
524 static struct local_timer_ops *lt_ops;
525
526 #ifdef CONFIG_LOCAL_TIMERS
527 int local_timer_register(struct local_timer_ops *ops)
528 {
529         if (!is_smp() || !setup_max_cpus)
530                 return -ENXIO;
531
532         if (lt_ops)
533                 return -EBUSY;
534
535         lt_ops = ops;
536         return 0;
537 }
538 #endif
539
540 static void __cpuinit percpu_timer_setup(void)
541 {
542         unsigned int cpu = smp_processor_id();
543         struct clock_event_device *evt = &per_cpu(percpu_clockevent, cpu);
544
545         evt->cpumask = cpumask_of(cpu);
546
547         if (!lt_ops || lt_ops->setup(evt))
548                 broadcast_timer_setup(evt);
549 }
550
551 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
552 /*
553  * The generic clock events code purposely does not stop the local timer
554  * on CPU_DEAD/CPU_DEAD_FROZEN hotplug events, so we have to do it
555  * manually here.
556  */
557 static void percpu_timer_stop(void)
558 {
559         unsigned int cpu = smp_processor_id();
560         struct clock_event_device *evt = &per_cpu(percpu_clockevent, cpu);
561
562         if (lt_ops)
563                 lt_ops->stop(evt);
564 }
565 #endif
566
567 static DEFINE_RAW_SPINLOCK(stop_lock);
568
569 /*
570  * ipi_cpu_stop - handle IPI from smp_send_stop()
571  */
572 static void ipi_cpu_stop(unsigned int cpu)
573 {
574         if (system_state == SYSTEM_BOOTING ||
575             system_state == SYSTEM_RUNNING) {
576                 raw_spin_lock(&stop_lock);
577                 printk(KERN_CRIT "CPU%u: stopping\n", cpu);
578                 dump_stack();
579                 raw_spin_unlock(&stop_lock);
580         }
581
582         set_cpu_online(cpu, false);
583
584         local_fiq_disable();
585         local_irq_disable();
586
587         while (1)
588                 cpu_relax();
589 }
590
591 /*
592  * Main handler for inter-processor interrupts
593  */
594 asmlinkage void __exception_irq_entry do_IPI(int ipinr, struct pt_regs *regs)
595 {
596         handle_IPI(ipinr, regs);
597 }
598
599 void handle_IPI(int ipinr, struct pt_regs *regs)
600 {
601         unsigned int cpu = smp_processor_id();
602         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
603
604         if (ipinr < NR_IPI)
605                 __inc_irq_stat(cpu, ipi_irqs[ipinr]);
606
607         switch (ipinr) {
608         case IPI_WAKEUP:
609                 break;
610
611 #ifdef CONFIG_GENERIC_CLOCKEVENTS_BROADCAST
612         case IPI_TIMER:
613                 irq_enter();
614                 tick_receive_broadcast();
615                 irq_exit();
616                 break;
617 #endif
618
619         case IPI_RESCHEDULE:
620                 scheduler_ipi();
621                 break;
622
623         case IPI_CALL_FUNC:
624                 irq_enter();
625                 generic_smp_call_function_interrupt();
626                 irq_exit();
627                 break;
628
629         case IPI_CALL_FUNC_SINGLE:
630                 irq_enter();
631                 generic_smp_call_function_single_interrupt();
632                 irq_exit();
633                 break;
634
635         case IPI_CPU_STOP:
636                 irq_enter();
637                 ipi_cpu_stop(cpu);
638                 irq_exit();
639                 break;
640
641         default:
642                 printk(KERN_CRIT "CPU%u: Unknown IPI message 0x%x\n",
643                        cpu, ipinr);
644                 break;
645         }
646         set_irq_regs(old_regs);
647 }
648
649 void smp_send_reschedule(int cpu)
650 {
651         smp_cross_call(cpumask_of(cpu), IPI_RESCHEDULE);
652 }
653
654 void smp_send_stop(void)
655 {
656         unsigned long timeout;
657         struct cpumask mask;
658
659         cpumask_copy(&mask, cpu_online_mask);
660         cpumask_clear_cpu(smp_processor_id(), &mask);
661         if (!cpumask_empty(&mask))
662                 smp_cross_call(&mask, IPI_CPU_STOP);
663
664         /* Wait up to one second for other CPUs to stop */
665         timeout = USEC_PER_SEC;
666         while (num_online_cpus() > 1 && timeout--)
667                 udelay(1);
668
669         if (num_online_cpus() > 1)
670                 pr_warning("SMP: failed to stop secondary CPUs\n");
671 }
672
673 /*
674  * not supported here
675  */
676 int setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
677 {
678         return -EINVAL;
679 }
680
681 #ifdef CONFIG_CPU_FREQ
682
683 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, l_p_j_ref);
684 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, l_p_j_ref_freq);
685 static unsigned long global_l_p_j_ref;
686 static unsigned long global_l_p_j_ref_freq;
687
688 static int cpufreq_callback(struct notifier_block *nb,
689                                         unsigned long val, void *data)
690 {
691         struct cpufreq_freqs *freq = data;
692         int cpu = freq->cpu;
693
694         if (freq->flags & CPUFREQ_CONST_LOOPS)
695                 return NOTIFY_OK;
696
697         if (!per_cpu(l_p_j_ref, cpu)) {
698                 per_cpu(l_p_j_ref, cpu) =
699                         per_cpu(cpu_data, cpu).loops_per_jiffy;
700                 per_cpu(l_p_j_ref_freq, cpu) = freq->old;
701                 if (!global_l_p_j_ref) {
702                         global_l_p_j_ref = loops_per_jiffy;
703                         global_l_p_j_ref_freq = freq->old;
704                 }
705         }
706
707         if ((val == CPUFREQ_PRECHANGE  && freq->old < freq->new) ||
708             (val == CPUFREQ_POSTCHANGE && freq->old > freq->new) ||
709             (val == CPUFREQ_RESUMECHANGE || val == CPUFREQ_SUSPENDCHANGE)) {
710                 loops_per_jiffy = cpufreq_scale(global_l_p_j_ref,
711                                                 global_l_p_j_ref_freq,
712                                                 freq->new);
713                 per_cpu(cpu_data, cpu).loops_per_jiffy =
714                         cpufreq_scale(per_cpu(l_p_j_ref, cpu),
715                                         per_cpu(l_p_j_ref_freq, cpu),
716                                         freq->new);
717         }
718         return NOTIFY_OK;
719 }
720
721 static struct notifier_block cpufreq_notifier = {
722         .notifier_call  = cpufreq_callback,
723 };
724
725 static int __init register_cpufreq_notifier(void)
726 {
727         return cpufreq_register_notifier(&cpufreq_notifier,
728                                                 CPUFREQ_TRANSITION_NOTIFIER);
729 }
730 core_initcall(register_cpufreq_notifier);
731
732 #endif