arch/x86/kernel/nmi_32.c

   1 /*
   2  *  NMI watchdog support on APIC systems
   3  *
   4  *  Started by Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
   5  *
   6  *  Fixes:
   7  *  Mikael Pettersson   : AMD K7 support for local APIC NMI watchdog.
   8  *  Mikael Pettersson   : Power Management for local APIC NMI watchdog.
   9  *  Mikael Pettersson   : Pentium 4 support for local APIC NMI watchdog.
  10  *  Pavel Machek and
  11  *  Mikael Pettersson   : PM converted to driver model. Disable/enable API.
  12  */
  13
  14 #include <linux/delay.h>
  15 #include <linux/interrupt.h>
  16 #include <linux/module.h>
  17 #include <linux/nmi.h>
  18 #include <linux/sysdev.h>
  19 #include <linux/sysctl.h>
  20 #include <linux/percpu.h>
  21 #include <linux/kprobes.h>
  22 #include <linux/cpumask.h>
  23 #include <linux/kernel_stat.h>
  24 #include <linux/kdebug.h>
  25 #include <linux/slab.h>
  26
  27 #include <asm/smp.h>
  28 #include <asm/nmi.h>
  29 #include <asm/timer.h>
  30
  31 #include "mach_traps.h"
  32
  33 int unknown_nmi_panic;
  34 int nmi_watchdog_enabled;
  35
  36 static cpumask_t backtrace_mask = CPU_MASK_NONE;
  37
  38 /* nmi_active:
  39  * >0: the lapic NMI watchdog is active, but can be disabled
  40  * <0: the lapic NMI watchdog has not been set up, and cannot
  41  *     be enabled
  42  *  0: the lapic NMI watchdog is disabled, but can be enabled
  43  */
  44 atomic_t nmi_active = ATOMIC_INIT(0);           /* oprofile uses this */
  45 static int panic_on_timeout;
  46
  47 unsigned int nmi_watchdog = NMI_DEFAULT;
  48 static unsigned int nmi_hz = HZ;
  49
  50 static DEFINE_PER_CPU(short, wd_enabled);
  51
  52 static int endflag __initdata = 0;
  53
  54 static inline unsigned int get_nmi_count(int cpu)
  55 {
  56         return nmi_count(cpu);
  57 }
  58
  59 static inline int mce_in_progress(void)
  60 {
  61         return 0;
  62 }
  63
  64 /*
  65  * Take the local apic timer and PIT/HPET into account. We don't
  66  * know which one is active, when we have highres/dyntick on
  67  */
  68 static inline unsigned int get_timer_irqs(int cpu)
  69 {
  70         return per_cpu(irq_stat, cpu).apic_timer_irqs +
  71                 per_cpu(irq_stat, cpu).irq0_irqs;
  72 }
  73
  74 /* Run after command line and cpu_init init, but before all other checks */
  75 void nmi_watchdog_default(void)
  76 {
  77         if (nmi_watchdog != NMI_DEFAULT)
  78                 return;
  79         if (lapic_watchdog_ok())
  80                 nmi_watchdog = NMI_LOCAL_APIC;
  81         else
  82                 nmi_watchdog = NMI_IO_APIC;
  83 }
  84
  85 #ifdef CONFIG_SMP
  86 /* The performance counters used by NMI_LOCAL_APIC don't trigger when
  87  * the CPU is idle. To make sure the NMI watchdog really ticks on all
  88  * CPUs during the test make them busy.
  89  */
  90 static __init void nmi_cpu_busy(void *data)
  91 {
  92         local_irq_enable_in_hardirq();
  93         /* Intentionally don't use cpu_relax here. This is
  94            to make sure that the performance counter really ticks,
  95            even if there is a simulator or similar that catches the
  96            pause instruction. On a real HT machine this is fine because
  97            all other CPUs are busy with "useless" delay loops and don't
  98            care if they get somewhat less cycles. */
  99         while (endflag == 0)
 100                 mb();
 101 }
 102 #endif
 103
 104 int __init check_nmi_watchdog(void)
 105 {
 106         unsigned int *prev_nmi_count;
 107         int cpu;
 108
 109         if ((nmi_watchdog == NMI_NONE) || (nmi_watchdog == NMI_DISABLED))
 110                 return 0;
 111
 112         if (!atomic_read(&nmi_active))
 113                 return 0;
 114
 115         prev_nmi_count = kmalloc(NR_CPUS * sizeof(int), GFP_KERNEL);
 116         if (!prev_nmi_count)
 117                 goto error;
 118
 119         printk(KERN_INFO "Testing NMI watchdog ... ");
 120
 121 #ifdef CONFIG_SMP
 122         if (nmi_watchdog == NMI_LOCAL_APIC)
 123                 smp_call_function(nmi_cpu_busy, (void *)&endflag, 0, 0);
 124 #endif
 125
 126         for_each_possible_cpu(cpu)
 127                 prev_nmi_count[cpu] = get_nmi_count(cpu);
 128         local_irq_enable();
 129         mdelay((20*1000)/nmi_hz); // wait 20 ticks
 130
 131         for_each_online_cpu(cpu) {
 132                 if (!per_cpu(wd_enabled, cpu))
 133                         continue;
 134                 if (get_nmi_count(cpu) - prev_nmi_count[cpu] <= 5) {
 135                         printk(KERN_WARNING "WARNING: CPU#%d: NMI "
 136                                 "appears to be stuck (%d->%d)!\n",
 137                                 cpu,
 138                                 prev_nmi_count[cpu],
 139                                 get_nmi_count(cpu));
 140                         per_cpu(wd_enabled, cpu) = 0;
 141                         atomic_dec(&nmi_active);
 142                 }
 143         }
 144         endflag = 1;
 145         if (!atomic_read(&nmi_active)) {
 146                 kfree(prev_nmi_count);
 147                 atomic_set(&nmi_active, -1);
 148                 goto error;
 149         }
 150         printk("OK.\n");
 151
 152         /* now that we know it works we can reduce NMI frequency to
 153            something more reasonable; makes a difference in some configs */
 154         if (nmi_watchdog == NMI_LOCAL_APIC)
 155                 nmi_hz = lapic_adjust_nmi_hz(1);
 156
 157         kfree(prev_nmi_count);
 158         return 0;
 159 error:
 160         timer_ack = !cpu_has_tsc;
 161
 162         return -1;
 163 }
 164
 165 static int __init setup_nmi_watchdog(char *str)
 166 {
 167         int nmi;
 168
 169         if (!strncmp(str, "panic", 5)) {
 170                 panic_on_timeout = 1;
 171                 str = strchr(str, ',');
 172                 if (!str)
 173                         return 1;
 174                 ++str;
 175         }
 176
 177         get_option(&str, &nmi);
 178
 179         if ((nmi >= NMI_INVALID) || (nmi < NMI_NONE))
 180                 return 0;
 181
 182         nmi_watchdog = nmi;
 183         return 1;
 184 }
 185
 186 __setup("nmi_watchdog=", setup_nmi_watchdog);
 187
 188
 189 /* Suspend/resume support */
 190
 191 #ifdef CONFIG_PM
 192
 193 static int nmi_pm_active; /* nmi_active before suspend */
 194
 195 static int lapic_nmi_suspend(struct sys_device *dev, pm_message_t state)
 196 {
 197         /* only CPU0 goes here, other CPUs should be offline */
 198         nmi_pm_active = atomic_read(&nmi_active);
 199         stop_apic_nmi_watchdog(NULL);
 200         BUG_ON(atomic_read(&nmi_active) != 0);
 201         return 0;
 202 }
 203
 204 static int lapic_nmi_resume(struct sys_device *dev)
 205 {
 206         /* only CPU0 goes here, other CPUs should be offline */
 207         if (nmi_pm_active > 0) {
 208                 setup_apic_nmi_watchdog(NULL);
 209                 touch_nmi_watchdog();
 210         }
 211         return 0;
 212 }
 213
 214
 215 static struct sysdev_class nmi_sysclass = {
 216         .name           = "lapic_nmi",
 217         .resume         = lapic_nmi_resume,
 218         .suspend        = lapic_nmi_suspend,
 219 };
 220
 221 static struct sys_device device_lapic_nmi = {
 222         .id     = 0,
 223         .cls    = &nmi_sysclass,
 224 };
 225
 226 static int __init init_lapic_nmi_sysfs(void)
 227 {
 228         int error;
 229
 230         /* should really be a BUG_ON but b/c this is an
 231          * init call, it just doesn't work.  -dcz
 232          */
 233         if (nmi_watchdog != NMI_LOCAL_APIC)
 234                 return 0;
 235
 236         if (atomic_read(&nmi_active) < 0)
 237                 return 0;
 238
 239         error = sysdev_class_register(&nmi_sysclass);
 240         if (!error)
 241                 error = sysdev_register(&device_lapic_nmi);
 242         return error;
 243 }
 244 /* must come after the local APIC's device_initcall() */
 245 late_initcall(init_lapic_nmi_sysfs);
 246
 247 #endif  /* CONFIG_PM */
 248
 249 static void __acpi_nmi_enable(void *__unused)
 250 {
 251         apic_write_around(APIC_LVT0, APIC_DM_NMI);
 252 }
 253
 254 /*
 255  * Enable timer based NMIs on all CPUs:
 256  */
 257 void acpi_nmi_enable(void)
 258 {
 259         if (atomic_read(&nmi_active) && nmi_watchdog == NMI_IO_APIC)
 260                 on_each_cpu(__acpi_nmi_enable, NULL, 0, 1);
 261 }
 262
 263 static void __acpi_nmi_disable(void *__unused)
 264 {
 265         apic_write_around(APIC_LVT0, APIC_DM_NMI | APIC_LVT_MASKED);
 266 }
 267
 268 /*
 269  * Disable timer based NMIs on all CPUs:
 270  */
 271 void acpi_nmi_disable(void)
 272 {
 273         if (atomic_read(&nmi_active) && nmi_watchdog == NMI_IO_APIC)
 274                 on_each_cpu(__acpi_nmi_disable, NULL, 0, 1);
 275 }
 276
 277 void setup_apic_nmi_watchdog(void *unused)
 278 {
 279         if (__get_cpu_var(wd_enabled))
 280                 return;
 281
 282         /* cheap hack to support suspend/resume */
 283         /* if cpu0 is not active neither should the other cpus */
 284         if ((smp_processor_id() != 0) && (atomic_read(&nmi_active) <= 0))
 285                 return;
 286
 287         switch (nmi_watchdog) {
 288         case NMI_LOCAL_APIC:
 289                 __get_cpu_var(wd_enabled) = 1; /* enable it before to avoid race with handler */
 290                 if (lapic_watchdog_init(nmi_hz) < 0) {
 291                         __get_cpu_var(wd_enabled) = 0;
 292                         return;
 293                 }
 294                 /* FALL THROUGH */
 295         case NMI_IO_APIC:
 296                 __get_cpu_var(wd_enabled) = 1;
 297                 atomic_inc(&nmi_active);
 298         }
 299 }
 300
 301 void stop_apic_nmi_watchdog(void *unused)
 302 {
 303         /* only support LOCAL and IO APICs for now */
 304         if ((nmi_watchdog != NMI_LOCAL_APIC) &&
 305             (nmi_watchdog != NMI_IO_APIC))
 306                 return;
 307         if (__get_cpu_var(wd_enabled) == 0)
 308                 return;
 309         if (nmi_watchdog == NMI_LOCAL_APIC)
 310                 lapic_watchdog_stop();
 311         __get_cpu_var(wd_enabled) = 0;
 312         atomic_dec(&nmi_active);
 313 }
 314
 315 /*
 316  * the best way to detect whether a CPU has a 'hard lockup' problem
 317  * is to check it's local APIC timer IRQ counts. If they are not
 318  * changing then that CPU has some problem.
 319  *
 320  * as these watchdog NMI IRQs are generated on every CPU, we only
 321  * have to check the current processor.
 322  *
 323  * since NMIs don't listen to _any_ locks, we have to be extremely
 324  * careful not to rely on unsafe variables. The printk might lock
 325  * up though, so we have to break up any console locks first ...
 326  * [when there will be more tty-related locks, break them up
 327  *  here too!]
 328  */
 329
 330 static DEFINE_PER_CPU(unsigned, last_irq_sum);
 331 static DEFINE_PER_CPU(local_t, alert_counter);
 332 static DEFINE_PER_CPU(int, nmi_touch);
 333
 334 void touch_nmi_watchdog(void)
 335 {
 336         if (nmi_watchdog > 0) {
 337                 unsigned cpu;
 338
 339                 /*
 340                  * Tell other CPUs to reset their alert counters. We cannot
 341                  * do it ourselves because the alert count increase is not
 342                  * atomic.
 343                  */
 344                 for_each_present_cpu(cpu) {
 345                         if (per_cpu(nmi_touch, cpu) != 1)
 346                                 per_cpu(nmi_touch, cpu) = 1;
 347                 }
 348         }
 349
 350         /*
 351          * Tickle the softlockup detector too:
 352          */
 353         touch_softlockup_watchdog();
 354 }
 355 EXPORT_SYMBOL(touch_nmi_watchdog);
 356
 357 notrace __kprobes int
 358 nmi_watchdog_tick(struct pt_regs *regs, unsigned reason)
 359 {
 360
 361         /*
 362          * Since current_thread_info()-> is always on the stack, and we
 363          * always switch the stack NMI-atomically, it's safe to use
 364          * smp_processor_id().
 365          */
 366         unsigned int sum;
 367         int touched = 0;
 368         int cpu = smp_processor_id();
 369         int rc = 0;
 370
 371         /* check for other users first */
 372         if (notify_die(DIE_NMI, "nmi", regs, reason, 2, SIGINT)
 373                         == NOTIFY_STOP) {
 374                 rc = 1;
 375                 touched = 1;
 376         }
 377
 378         sum = get_timer_irqs(cpu);
 379
 380         if (__get_cpu_var(nmi_touch)) {
 381                 __get_cpu_var(nmi_touch) = 0;
 382                 touched = 1;
 383         }
 384
 385         if (cpu_isset(cpu, backtrace_mask)) {
 386                 static DEFINE_SPINLOCK(lock);   /* Serialise the printks */
 387
 388                 spin_lock(&lock);
 389                 printk("NMI backtrace for cpu %d\n", cpu);
 390                 dump_stack();
 391                 spin_unlock(&lock);
 392                 cpu_clear(cpu, backtrace_mask);
 393         }
 394
 395         /* Could check oops_in_progress here too, but it's safer not to */
 396         if (mce_in_progress())
 397                 touched = 1;
 398
 399         /* if the none of the timers isn't firing, this cpu isn't doing much */
 400         if (!touched && __get_cpu_var(last_irq_sum) == sum) {
 401                 /*
 402                  * Ayiee, looks like this CPU is stuck ...
 403                  * wait a few IRQs (5 seconds) before doing the oops ...
 404                  */
 405                 local_inc(&__get_cpu_var(alert_counter));
 406                 if (local_read(&__get_cpu_var(alert_counter)) == 5*nmi_hz)
 407                         /*
 408                          * die_nmi will return ONLY if NOTIFY_STOP happens..
 409                          */
 410                         die_nmi("BUG: NMI Watchdog detected LOCKUP",
 411                                 regs, panic_on_timeout);
 412         } else {
 413                 __get_cpu_var(last_irq_sum) = sum;
 414                 local_set(&__get_cpu_var(alert_counter), 0);
 415         }
 416         /* see if the nmi watchdog went off */
 417         if (!__get_cpu_var(wd_enabled))
 418                 return rc;
 419         switch (nmi_watchdog) {
 420         case NMI_LOCAL_APIC:
 421                 rc |= lapic_wd_event(nmi_hz);
 422                 break;
 423         case NMI_IO_APIC:
 424                 /* don't know how to accurately check for this.
 425                  * just assume it was a watchdog timer interrupt
 426                  * This matches the old behaviour.
 427                  */
 428                 rc = 1;
 429                 break;
 430         }
 431         return rc;
 432 }
 433
 434 #ifdef CONFIG_SYSCTL
 435
 436 static int unknown_nmi_panic_callback(struct pt_regs *regs, int cpu)
 437 {
 438         unsigned char reason = get_nmi_reason();
 439         char buf[64];
 440
 441         sprintf(buf, "NMI received for unknown reason %02x\n", reason);
 442         die_nmi(buf, regs, 1); /* Always panic here */
 443         return 0;
 444 }
 445
 446 /*
 447  * proc handler for /proc/sys/kernel/nmi
 448  */
 449 int proc_nmi_enabled(struct ctl_table *table, int write, struct file *file,
 450                         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
 451 {
 452         int old_state;
 453
 454         nmi_watchdog_enabled = (atomic_read(&nmi_active) > 0) ? 1 : 0;
 455         old_state = nmi_watchdog_enabled;
 456         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
 457         if (!!old_state == !!nmi_watchdog_enabled)
 458                 return 0;
 459
 460         if (atomic_read(&nmi_active) < 0 || nmi_watchdog == NMI_DISABLED) {
 461                 printk( KERN_WARNING "NMI watchdog is permanently disabled\n");
 462                 return -EIO;
 463         }
 464
 465         /* if nmi_watchdog is not set yet, then set it */
 466         nmi_watchdog_default();
 467
 468         if (nmi_watchdog == NMI_LOCAL_APIC) {
 469                 if (nmi_watchdog_enabled)
 470                         enable_lapic_nmi_watchdog();
 471                 else
 472                         disable_lapic_nmi_watchdog();
 473         } else {
 474                 printk( KERN_WARNING
 475                         "NMI watchdog doesn't know what hardware to touch\n");
 476                 return -EIO;
 477         }
 478         return 0;
 479 }
 480
 481 #endif
 482
 483 int do_nmi_callback(struct pt_regs *regs, int cpu)
 484 {
 485 #ifdef CONFIG_SYSCTL
 486         if (unknown_nmi_panic)
 487                 return unknown_nmi_panic_callback(regs, cpu);
 488 #endif
 489         return 0;
 490 }
 491
 492 void __trigger_all_cpu_backtrace(void)
 493 {
 494         int i;
 495
 496         backtrace_mask = cpu_online_map;
 497         /* Wait for up to 10 seconds for all CPUs to do the backtrace */
 498         for (i = 0; i < 10 * 1000; i++) {
 499                 if (cpus_empty(backtrace_mask))
 500                         break;
 501                 mdelay(1);
 502         }
 503 }
 504
 505 EXPORT_SYMBOL(nmi_active);
 506 EXPORT_SYMBOL(nmi_watchdog);