Merge branch 'i915fb' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/airlied/intelf...
[linux-2.6] / arch / x86_64 / kernel / nmi.c
1 /*
2  *  linux/arch/x86_64/nmi.c
3  *
4  *  NMI watchdog support on APIC systems
5  *
6  *  Started by Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
7  *
8  *  Fixes:
9  *  Mikael Pettersson   : AMD K7 support for local APIC NMI watchdog.
10  *  Mikael Pettersson   : Power Management for local APIC NMI watchdog.
11  *  Pavel Machek and
12  *  Mikael Pettersson   : PM converted to driver model. Disable/enable API.
13  */
14
15 #include <linux/config.h>
16 #include <linux/mm.h>
17 #include <linux/delay.h>
18 #include <linux/bootmem.h>
19 #include <linux/smp_lock.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/mc146818rtc.h>
22 #include <linux/kernel_stat.h>
23 #include <linux/module.h>
24 #include <linux/sysdev.h>
25 #include <linux/nmi.h>
26 #include <linux/sysctl.h>
27 #include <linux/kprobes.h>
28
29 #include <asm/smp.h>
30 #include <asm/mtrr.h>
31 #include <asm/mpspec.h>
32 #include <asm/nmi.h>
33 #include <asm/msr.h>
34 #include <asm/proto.h>
35 #include <asm/kdebug.h>
36 #include <asm/local.h>
37 #include <asm/mce.h>
38
39 /*
40  * lapic_nmi_owner tracks the ownership of the lapic NMI hardware:
41  * - it may be reserved by some other driver, or not
42  * - when not reserved by some other driver, it may be used for
43  *   the NMI watchdog, or not
44  *
45  * This is maintained separately from nmi_active because the NMI
46  * watchdog may also be driven from the I/O APIC timer.
47  */
48 static DEFINE_SPINLOCK(lapic_nmi_owner_lock);
49 static unsigned int lapic_nmi_owner;
50 #define LAPIC_NMI_WATCHDOG      (1<<0)
51 #define LAPIC_NMI_RESERVED      (1<<1)
52
53 /* nmi_active:
54  * +1: the lapic NMI watchdog is active, but can be disabled
55  *  0: the lapic NMI watchdog has not been set up, and cannot
56  *     be enabled
57  * -1: the lapic NMI watchdog is disabled, but can be enabled
58  */
59 int nmi_active;         /* oprofile uses this */
60 int panic_on_timeout;
61
62 unsigned int nmi_watchdog = NMI_DEFAULT;
63 static unsigned int nmi_hz = HZ;
64 static unsigned int nmi_perfctr_msr;    /* the MSR to reset in NMI handler */
65 static unsigned int nmi_p4_cccr_val;
66
67 /* Note that these events don't tick when the CPU idles. This means
68    the frequency varies with CPU load. */
69
70 #define K7_EVNTSEL_ENABLE       (1 << 22)
71 #define K7_EVNTSEL_INT          (1 << 20)
72 #define K7_EVNTSEL_OS           (1 << 17)
73 #define K7_EVNTSEL_USR          (1 << 16)
74 #define K7_EVENT_CYCLES_PROCESSOR_IS_RUNNING    0x76
75 #define K7_NMI_EVENT            K7_EVENT_CYCLES_PROCESSOR_IS_RUNNING
76
77 #define MSR_P4_MISC_ENABLE      0x1A0
78 #define MSR_P4_MISC_ENABLE_PERF_AVAIL   (1<<7)
79 #define MSR_P4_MISC_ENABLE_PEBS_UNAVAIL (1<<12)
80 #define MSR_P4_PERFCTR0         0x300
81 #define MSR_P4_CCCR0            0x360
82 #define P4_ESCR_EVENT_SELECT(N) ((N)<<25)
83 #define P4_ESCR_OS              (1<<3)
84 #define P4_ESCR_USR             (1<<2)
85 #define P4_CCCR_OVF_PMI0        (1<<26)
86 #define P4_CCCR_OVF_PMI1        (1<<27)
87 #define P4_CCCR_THRESHOLD(N)    ((N)<<20)
88 #define P4_CCCR_COMPLEMENT      (1<<19)
89 #define P4_CCCR_COMPARE         (1<<18)
90 #define P4_CCCR_REQUIRED        (3<<16)
91 #define P4_CCCR_ESCR_SELECT(N)  ((N)<<13)
92 #define P4_CCCR_ENABLE          (1<<12)
93 /* Set up IQ_COUNTER0 to behave like a clock, by having IQ_CCCR0 filter
94    CRU_ESCR0 (with any non-null event selector) through a complemented
95    max threshold. [IA32-Vol3, Section 14.9.9] */
96 #define MSR_P4_IQ_COUNTER0      0x30C
97 #define P4_NMI_CRU_ESCR0        (P4_ESCR_EVENT_SELECT(0x3F)|P4_ESCR_OS|P4_ESCR_USR)
98 #define P4_NMI_IQ_CCCR0 \
99         (P4_CCCR_OVF_PMI0|P4_CCCR_THRESHOLD(15)|P4_CCCR_COMPLEMENT|     \
100          P4_CCCR_COMPARE|P4_CCCR_REQUIRED|P4_CCCR_ESCR_SELECT(4)|P4_CCCR_ENABLE)
101
102 static __cpuinit inline int nmi_known_cpu(void)
103 {
104         switch (boot_cpu_data.x86_vendor) {
105         case X86_VENDOR_AMD:
106                 return boot_cpu_data.x86 == 15;
107         case X86_VENDOR_INTEL:
108                 return boot_cpu_data.x86 == 15;
109         }
110         return 0;
111 }
112
113 /* Run after command line and cpu_init init, but before all other checks */
114 void __cpuinit nmi_watchdog_default(void)
115 {
116         if (nmi_watchdog != NMI_DEFAULT)
117                 return;
118         if (nmi_known_cpu())
119                 nmi_watchdog = NMI_LOCAL_APIC;
120         else
121                 nmi_watchdog = NMI_IO_APIC;
122 }
123
124 #ifdef CONFIG_SMP
125 /* The performance counters used by NMI_LOCAL_APIC don't trigger when
126  * the CPU is idle. To make sure the NMI watchdog really ticks on all
127  * CPUs during the test make them busy.
128  */
129 static __init void nmi_cpu_busy(void *data)
130 {
131         volatile int *endflag = data;
132         local_irq_enable();
133         /* Intentionally don't use cpu_relax here. This is
134            to make sure that the performance counter really ticks,
135            even if there is a simulator or similar that catches the
136            pause instruction. On a real HT machine this is fine because
137            all other CPUs are busy with "useless" delay loops and don't
138            care if they get somewhat less cycles. */
139         while (*endflag == 0)
140                 barrier();
141 }
142 #endif
143
144 int __init check_nmi_watchdog (void)
145 {
146         volatile int endflag = 0;
147         int *counts;
148         int cpu;
149
150         counts = kmalloc(NR_CPUS * sizeof(int), GFP_KERNEL);
151         if (!counts)
152                 return -1;
153
154         printk(KERN_INFO "testing NMI watchdog ... ");
155
156 #ifdef CONFIG_SMP
157         if (nmi_watchdog == NMI_LOCAL_APIC)
158                 smp_call_function(nmi_cpu_busy, (void *)&endflag, 0, 0);
159 #endif
160
161         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++)
162                 counts[cpu] = cpu_pda(cpu)->__nmi_count;
163         local_irq_enable();
164         mdelay((10*1000)/nmi_hz); // wait 10 ticks
165
166         for_each_online_cpu(cpu) {
167                 if (cpu_pda(cpu)->__nmi_count - counts[cpu] <= 5) {
168                         endflag = 1;
169                         printk("CPU#%d: NMI appears to be stuck (%d->%d)!\n",
170                                cpu,
171                                counts[cpu],
172                                cpu_pda(cpu)->__nmi_count);
173                         nmi_active = 0;
174                         lapic_nmi_owner &= ~LAPIC_NMI_WATCHDOG;
175                         nmi_perfctr_msr = 0;
176                         kfree(counts);
177                         return -1;
178                 }
179         }
180         endflag = 1;
181         printk("OK.\n");
182
183         /* now that we know it works we can reduce NMI frequency to
184            something more reasonable; makes a difference in some configs */
185         if (nmi_watchdog == NMI_LOCAL_APIC)
186                 nmi_hz = 1;
187
188         kfree(counts);
189         return 0;
190 }
191
192 int __init setup_nmi_watchdog(char *str)
193 {
194         int nmi;
195
196         if (!strncmp(str,"panic",5)) {
197                 panic_on_timeout = 1;
198                 str = strchr(str, ',');
199                 if (!str)
200                         return 1;
201                 ++str;
202         }
203
204         get_option(&str, &nmi);
205
206         if (nmi >= NMI_INVALID)
207                 return 0;
208         nmi_watchdog = nmi;
209         return 1;
210 }
211
212 __setup("nmi_watchdog=", setup_nmi_watchdog);
213
214 static void disable_lapic_nmi_watchdog(void)
215 {
216         if (nmi_active <= 0)
217                 return;
218         switch (boot_cpu_data.x86_vendor) {
219         case X86_VENDOR_AMD:
220                 wrmsr(MSR_K7_EVNTSEL0, 0, 0);
221                 break;
222         case X86_VENDOR_INTEL:
223                 if (boot_cpu_data.x86 == 15) {
224                         wrmsr(MSR_P4_IQ_CCCR0, 0, 0);
225                         wrmsr(MSR_P4_CRU_ESCR0, 0, 0);
226                 }
227                 break;
228         }
229         nmi_active = -1;
230         /* tell do_nmi() and others that we're not active any more */
231         nmi_watchdog = 0;
232 }
233
234 static void enable_lapic_nmi_watchdog(void)
235 {
236         if (nmi_active < 0) {
237                 nmi_watchdog = NMI_LOCAL_APIC;
238                 touch_nmi_watchdog();
239                 setup_apic_nmi_watchdog();
240         }
241 }
242
243 int reserve_lapic_nmi(void)
244 {
245         unsigned int old_owner;
246
247         spin_lock(&lapic_nmi_owner_lock);
248         old_owner = lapic_nmi_owner;
249         lapic_nmi_owner |= LAPIC_NMI_RESERVED;
250         spin_unlock(&lapic_nmi_owner_lock);
251         if (old_owner & LAPIC_NMI_RESERVED)
252                 return -EBUSY;
253         if (old_owner & LAPIC_NMI_WATCHDOG)
254                 disable_lapic_nmi_watchdog();
255         return 0;
256 }
257
258 void release_lapic_nmi(void)
259 {
260         unsigned int new_owner;
261
262         spin_lock(&lapic_nmi_owner_lock);
263         new_owner = lapic_nmi_owner & ~LAPIC_NMI_RESERVED;
264         lapic_nmi_owner = new_owner;
265         spin_unlock(&lapic_nmi_owner_lock);
266         if (new_owner & LAPIC_NMI_WATCHDOG)
267                 enable_lapic_nmi_watchdog();
268 }
269
270 void disable_timer_nmi_watchdog(void)
271 {
272         if ((nmi_watchdog != NMI_IO_APIC) || (nmi_active <= 0))
273                 return;
274
275         disable_irq(0);
276         unset_nmi_callback();
277         nmi_active = -1;
278         nmi_watchdog = NMI_NONE;
279 }
280
281 void enable_timer_nmi_watchdog(void)
282 {
283         if (nmi_active < 0) {
284                 nmi_watchdog = NMI_IO_APIC;
285                 touch_nmi_watchdog();
286                 nmi_active = 1;
287                 enable_irq(0);
288         }
289 }
290
291 #ifdef CONFIG_PM
292
293 static int nmi_pm_active; /* nmi_active before suspend */
294
295 static int lapic_nmi_suspend(struct sys_device *dev, pm_message_t state)
296 {
297         nmi_pm_active = nmi_active;
298         disable_lapic_nmi_watchdog();
299         return 0;
300 }
301
302 static int lapic_nmi_resume(struct sys_device *dev)
303 {
304         if (nmi_pm_active > 0)
305         enable_lapic_nmi_watchdog();
306         return 0;
307 }
308
309 static struct sysdev_class nmi_sysclass = {
310         set_kset_name("lapic_nmi"),
311         .resume         = lapic_nmi_resume,
312         .suspend        = lapic_nmi_suspend,
313 };
314
315 static struct sys_device device_lapic_nmi = {
316         .id             = 0,
317         .cls    = &nmi_sysclass,
318 };
319
320 static int __init init_lapic_nmi_sysfs(void)
321 {
322         int error;
323
324         if (nmi_active == 0 || nmi_watchdog != NMI_LOCAL_APIC)
325                 return 0;
326
327         error = sysdev_class_register(&nmi_sysclass);
328         if (!error)
329                 error = sysdev_register(&device_lapic_nmi);
330         return error;
331 }
332 /* must come after the local APIC's device_initcall() */
333 late_initcall(init_lapic_nmi_sysfs);
334
335 #endif  /* CONFIG_PM */
336
337 /*
338  * Activate the NMI watchdog via the local APIC.
339  * Original code written by Keith Owens.
340  */
341
342 static void clear_msr_range(unsigned int base, unsigned int n)
343 {
344         unsigned int i;
345
346         for(i = 0; i < n; ++i)
347                 wrmsr(base+i, 0, 0);
348 }
349
350 static void setup_k7_watchdog(void)
351 {
352         int i;
353         unsigned int evntsel;
354
355         nmi_perfctr_msr = MSR_K7_PERFCTR0;
356
357         for(i = 0; i < 4; ++i) {
358                 /* Simulator may not support it */
359                 if (checking_wrmsrl(MSR_K7_EVNTSEL0+i, 0UL)) {
360                         nmi_perfctr_msr = 0;
361                         return;
362                 }
363                 wrmsrl(MSR_K7_PERFCTR0+i, 0UL);
364         }
365
366         evntsel = K7_EVNTSEL_INT
367                 | K7_EVNTSEL_OS
368                 | K7_EVNTSEL_USR
369                 | K7_NMI_EVENT;
370
371         wrmsr(MSR_K7_EVNTSEL0, evntsel, 0);
372         wrmsrl(MSR_K7_PERFCTR0, -((u64)cpu_khz * 1000 / nmi_hz));
373         apic_write(APIC_LVTPC, APIC_DM_NMI);
374         evntsel |= K7_EVNTSEL_ENABLE;
375         wrmsr(MSR_K7_EVNTSEL0, evntsel, 0);
376 }
377
378
379 static int setup_p4_watchdog(void)
380 {
381         unsigned int misc_enable, dummy;
382
383         rdmsr(MSR_P4_MISC_ENABLE, misc_enable, dummy);
384         if (!(misc_enable & MSR_P4_MISC_ENABLE_PERF_AVAIL))
385                 return 0;
386
387         nmi_perfctr_msr = MSR_P4_IQ_COUNTER0;
388         nmi_p4_cccr_val = P4_NMI_IQ_CCCR0;
389 #ifdef CONFIG_SMP
390         if (smp_num_siblings == 2)
391                 nmi_p4_cccr_val |= P4_CCCR_OVF_PMI1;
392 #endif
393
394         if (!(misc_enable & MSR_P4_MISC_ENABLE_PEBS_UNAVAIL))
395                 clear_msr_range(0x3F1, 2);
396         /* MSR 0x3F0 seems to have a default value of 0xFC00, but current
397            docs doesn't fully define it, so leave it alone for now. */
398         if (boot_cpu_data.x86_model >= 0x3) {
399                 /* MSR_P4_IQ_ESCR0/1 (0x3ba/0x3bb) removed */
400                 clear_msr_range(0x3A0, 26);
401                 clear_msr_range(0x3BC, 3);
402         } else {
403                 clear_msr_range(0x3A0, 31);
404         }
405         clear_msr_range(0x3C0, 6);
406         clear_msr_range(0x3C8, 6);
407         clear_msr_range(0x3E0, 2);
408         clear_msr_range(MSR_P4_CCCR0, 18);
409         clear_msr_range(MSR_P4_PERFCTR0, 18);
410
411         wrmsr(MSR_P4_CRU_ESCR0, P4_NMI_CRU_ESCR0, 0);
412         wrmsr(MSR_P4_IQ_CCCR0, P4_NMI_IQ_CCCR0 & ~P4_CCCR_ENABLE, 0);
413         Dprintk("setting P4_IQ_COUNTER0 to 0x%08lx\n", -(cpu_khz * 1000UL / nmi_hz));
414         wrmsrl(MSR_P4_IQ_COUNTER0, -((u64)cpu_khz * 1000 / nmi_hz));
415         apic_write(APIC_LVTPC, APIC_DM_NMI);
416         wrmsr(MSR_P4_IQ_CCCR0, nmi_p4_cccr_val, 0);
417         return 1;
418 }
419
420 void setup_apic_nmi_watchdog(void)
421 {
422         switch (boot_cpu_data.x86_vendor) {
423         case X86_VENDOR_AMD:
424                 if (boot_cpu_data.x86 != 15)
425                         return;
426                 if (strstr(boot_cpu_data.x86_model_id, "Screwdriver"))
427                         return;
428                 setup_k7_watchdog();
429                 break;
430         case X86_VENDOR_INTEL:
431                 if (boot_cpu_data.x86 != 15)
432                         return;
433                 if (!setup_p4_watchdog())
434                         return;
435                 break;
436
437         default:
438                 return;
439         }
440         lapic_nmi_owner = LAPIC_NMI_WATCHDOG;
441         nmi_active = 1;
442 }
443
444 /*
445  * the best way to detect whether a CPU has a 'hard lockup' problem
446  * is to check it's local APIC timer IRQ counts. If they are not
447  * changing then that CPU has some problem.
448  *
449  * as these watchdog NMI IRQs are generated on every CPU, we only
450  * have to check the current processor.
451  */
452
453 static DEFINE_PER_CPU(unsigned, last_irq_sum);
454 static DEFINE_PER_CPU(local_t, alert_counter);
455 static DEFINE_PER_CPU(int, nmi_touch);
456
457 void touch_nmi_watchdog (void)
458 {
459         if (nmi_watchdog > 0) {
460                 unsigned cpu;
461
462                 /*
463                  * Tell other CPUs to reset their alert counters. We cannot
464                  * do it ourselves because the alert count increase is not
465                  * atomic.
466                  */
467                 for_each_present_cpu (cpu)
468                         per_cpu(nmi_touch, cpu) = 1;
469         }
470
471         touch_softlockup_watchdog();
472 }
473
474 void __kprobes nmi_watchdog_tick(struct pt_regs * regs, unsigned reason)
475 {
476         int sum;
477         int touched = 0;
478
479         sum = read_pda(apic_timer_irqs);
480         if (__get_cpu_var(nmi_touch)) {
481                 __get_cpu_var(nmi_touch) = 0;
482                 touched = 1;
483         }
484 #ifdef CONFIG_X86_MCE
485         /* Could check oops_in_progress here too, but it's safer
486            not too */
487         if (atomic_read(&mce_entry) > 0)
488                 touched = 1;
489 #endif
490         if (!touched && __get_cpu_var(last_irq_sum) == sum) {
491                 /*
492                  * Ayiee, looks like this CPU is stuck ...
493                  * wait a few IRQs (5 seconds) before doing the oops ...
494                  */
495                 local_inc(&__get_cpu_var(alert_counter));
496                 if (local_read(&__get_cpu_var(alert_counter)) == 5*nmi_hz) {
497                         if (notify_die(DIE_NMI, "nmi", regs, reason, 2, SIGINT)
498                                                         == NOTIFY_STOP) {
499                                 local_set(&__get_cpu_var(alert_counter), 0);
500                                 return;
501                         }
502                         die_nmi("NMI Watchdog detected LOCKUP on CPU %d\n", regs);
503                 }
504         } else {
505                 __get_cpu_var(last_irq_sum) = sum;
506                 local_set(&__get_cpu_var(alert_counter), 0);
507         }
508         if (nmi_perfctr_msr) {
509                 if (nmi_perfctr_msr == MSR_P4_IQ_COUNTER0) {
510                         /*
511                          * P4 quirks:
512                          * - An overflown perfctr will assert its interrupt
513                          *   until the OVF flag in its CCCR is cleared.
514                          * - LVTPC is masked on interrupt and must be
515                          *   unmasked by the LVTPC handler.
516                          */
517                         wrmsr(MSR_P4_IQ_CCCR0, nmi_p4_cccr_val, 0);
518                         apic_write(APIC_LVTPC, APIC_DM_NMI);
519                 }
520                 wrmsrl(nmi_perfctr_msr, -((u64)cpu_khz * 1000 / nmi_hz));
521         }
522 }
523
524 static __kprobes int dummy_nmi_callback(struct pt_regs * regs, int cpu)
525 {
526         return 0;
527 }
528  
529 static nmi_callback_t nmi_callback = dummy_nmi_callback;
530  
531 asmlinkage __kprobes void do_nmi(struct pt_regs * regs, long error_code)
532 {
533         int cpu = safe_smp_processor_id();
534
535         nmi_enter();
536         add_pda(__nmi_count,1);
537         if (!rcu_dereference(nmi_callback)(regs, cpu))
538                 default_do_nmi(regs);
539         nmi_exit();
540 }
541
542 void set_nmi_callback(nmi_callback_t callback)
543 {
544         vmalloc_sync_all();
545         rcu_assign_pointer(nmi_callback, callback);
546 }
547
548 void unset_nmi_callback(void)
549 {
550         nmi_callback = dummy_nmi_callback;
551 }
552
553 #ifdef CONFIG_SYSCTL
554
555 static int unknown_nmi_panic_callback(struct pt_regs *regs, int cpu)
556 {
557         unsigned char reason = get_nmi_reason();
558         char buf[64];
559
560         if (!(reason & 0xc0)) {
561                 sprintf(buf, "NMI received for unknown reason %02x\n", reason);
562                 die_nmi(buf,regs);
563         }
564         return 0;
565 }
566
567 /*
568  * proc handler for /proc/sys/kernel/unknown_nmi_panic
569  */
570 int proc_unknown_nmi_panic(struct ctl_table *table, int write, struct file *file,
571                         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
572 {
573         int old_state;
574
575         old_state = unknown_nmi_panic;
576         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
577         if (!!old_state == !!unknown_nmi_panic)
578                 return 0;
579
580         if (unknown_nmi_panic) {
581                 if (reserve_lapic_nmi() < 0) {
582                         unknown_nmi_panic = 0;
583                         return -EBUSY;
584                 } else {
585                         set_nmi_callback(unknown_nmi_panic_callback);
586                 }
587         } else {
588                 release_lapic_nmi();
589                 unset_nmi_callback();
590         }
591         return 0;
592 }
593
594 #endif
595
596 EXPORT_SYMBOL(nmi_active);
597 EXPORT_SYMBOL(nmi_watchdog);
598 EXPORT_SYMBOL(reserve_lapic_nmi);
599 EXPORT_SYMBOL(release_lapic_nmi);
600 EXPORT_SYMBOL(disable_timer_nmi_watchdog);
601 EXPORT_SYMBOL(enable_timer_nmi_watchdog);
602 EXPORT_SYMBOL(touch_nmi_watchdog);