arch/x86/kernel/nmi.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/nmi.h>
  15 #include <linux/mm.h>
  16 #include <linux/delay.h>
  17 #include <linux/interrupt.h>
  18 #include <linux/module.h>
  19 #include <linux/sysdev.h>
  20 #include <linux/sysctl.h>
  21 #include <linux/percpu.h>
  22 #include <linux/kprobes.h>
  23 #include <linux/cpumask.h>
  24 #include <linux/kernel_stat.h>
  25 #include <linux/kdebug.h>
  26
  27 #include <asm/smp.h>
  28 #include <asm/nmi.h>
  29 #include <asm/proto.h>
  30 #include <asm/timer.h>
  31
  32 #include <asm/mce.h>
  33
  34 #include <mach_traps.h>
  35
  36 int unknown_nmi_panic;
  37 int nmi_watchdog_enabled;
  38
  39 static cpumask_t backtrace_mask = CPU_MASK_NONE;
  40
  41 /* nmi_active:
  42  * >0: the lapic NMI watchdog is active, but can be disabled
  43  * <0: the lapic NMI watchdog has not been set up, and cannot
  44  *     be enabled
  45  *  0: the lapic NMI watchdog is disabled, but can be enabled
  46  */
  47 atomic_t nmi_active = ATOMIC_INIT(0);           /* oprofile uses this */
  48 static int panic_on_timeout;
  49
  50 unsigned int nmi_watchdog = NMI_DEFAULT;
  51
  52 static unsigned int nmi_hz = HZ;
  53 static DEFINE_PER_CPU(short, wd_enabled);
  54 static int endflag __initdata = 0;
  55
  56 static inline unsigned int get_nmi_count(int cpu)
  57 {
  58 #ifdef CONFIG_X86_64
  59         return cpu_pda(cpu)->__nmi_count;
  60 #else
  61         return nmi_count(cpu);
  62 #endif
  63 }
  64
  65 static inline int mce_in_progress(void)
  66 {
  67 #if defined(CONFIX_X86_64) && defined(CONFIG_X86_MCE)
  68         return atomic_read(&mce_entry) > 0;
  69 #endif
  70         return 0;
  71 }
  72
  73 /*
  74  * Take the local apic timer and PIT/HPET into account. We don't
  75  * know which one is active, when we have highres/dyntick on
  76  */
  77 static inline unsigned int get_timer_irqs(int cpu)
  78 {
  79 #ifdef CONFIG_X86_64
  80         return read_pda(apic_timer_irqs) + read_pda(irq0_irqs);
  81 #else
  82         return per_cpu(irq_stat, cpu).apic_timer_irqs +
  83                 per_cpu(irq_stat, cpu).irq0_irqs;
  84 #endif
  85 }
  86
  87 /* Run after command line and cpu_init init, but before all other checks */
  88 void nmi_watchdog_default(void)
  89 {
  90         if (nmi_watchdog != NMI_DEFAULT)
  91                 return;
  92 #ifdef CONFIG_X86_64
  93         nmi_watchdog = NMI_NONE;
  94 #else
  95         if (lapic_watchdog_ok())
  96                 nmi_watchdog = NMI_LOCAL_APIC;
  97         else
  98                 nmi_watchdog = NMI_IO_APIC;
  99 #endif
 100 }
 101
 102 #ifdef CONFIG_SMP
 103 /*
 104  * The performance counters used by NMI_LOCAL_APIC don't trigger when
 105  * the CPU is idle. To make sure the NMI watchdog really ticks on all
 106  * CPUs during the test make them busy.
 107  */
 108 static __init void nmi_cpu_busy(void *data)
 109 {
 110         local_irq_enable_in_hardirq();
 111         /*
 112          * Intentionally don't use cpu_relax here. This is
 113          * to make sure that the performance counter really ticks,
 114          * even if there is a simulator or similar that catches the
 115          * pause instruction. On a real HT machine this is fine because
 116          * all other CPUs are busy with "useless" delay loops and don't
 117          * care if they get somewhat less cycles.
 118          */
 119         while (endflag == 0)
 120                 mb();
 121 }
 122 #endif
 123
 124 int __init check_nmi_watchdog(void)
 125 {
 126         unsigned int *prev_nmi_count;
 127         int cpu;
 128
 129         if (nmi_watchdog == NMI_NONE || nmi_watchdog == NMI_DISABLED)
 130                 return 0;
 131
 132         if (!atomic_read(&nmi_active))
 133                 return 0;
 134
 135         prev_nmi_count = kmalloc(NR_CPUS * sizeof(int), GFP_KERNEL);
 136         if (!prev_nmi_count)
 137                 goto error;
 138
 139         printk(KERN_INFO "Testing NMI watchdog ... ");
 140
 141 #ifdef CONFIG_SMP
 142         if (nmi_watchdog == NMI_LOCAL_APIC)
 143                 smp_call_function(nmi_cpu_busy, (void *)&endflag, 0, 0);
 144 #endif
 145
 146         for_each_possible_cpu(cpu)
 147                 prev_nmi_count[cpu] = get_nmi_count(cpu);
 148         local_irq_enable();
 149         mdelay((20 * 1000) / nmi_hz); /* wait 20 ticks */
 150
 151         for_each_online_cpu(cpu) {
 152                 if (!per_cpu(wd_enabled, cpu))
 153                         continue;
 154                 if (get_nmi_count(cpu) - prev_nmi_count[cpu] <= 5) {
 155                         printk(KERN_WARNING "WARNING: CPU#%d: NMI "
 156                                 "appears to be stuck (%d->%d)!\n",
 157                                 cpu,
 158                                 prev_nmi_count[cpu],
 159                                 get_nmi_count(cpu));
 160                         per_cpu(wd_enabled, cpu) = 0;
 161                         atomic_dec(&nmi_active);
 162                 }
 163         }
 164         endflag = 1;
 165         if (!atomic_read(&nmi_active)) {
 166                 kfree(prev_nmi_count);
 167                 atomic_set(&nmi_active, -1);
 168                 goto error;
 169         }
 170         printk("OK.\n");
 171
 172         /*
 173          * now that we know it works we can reduce NMI frequency to
 174          * something more reasonable; makes a difference in some configs
 175          */
 176         if (nmi_watchdog == NMI_LOCAL_APIC)
 177                 nmi_hz = lapic_adjust_nmi_hz(1);
 178
 179         kfree(prev_nmi_count);
 180         return 0;
 181
 182 error:
 183 #ifdef CONFIG_X86_32
 184         timer_ack = !cpu_has_tsc;
 185 #endif
 186         return -1;
 187 }
 188
 189 static int __init setup_nmi_watchdog(char *str)
 190 {
 191         int nmi;
 192
 193         if (!strncmp(str, "panic", 5)) {
 194                 panic_on_timeout = 1;
 195                 str = strchr(str, ',');
 196                 if (!str)
 197                         return 1;
 198                 ++str;
 199         }
 200
 201         get_option(&str, &nmi);
 202
 203         if (nmi >= NMI_INVALID || nmi < NMI_NONE)
 204                 return 0;
 205
 206         nmi_watchdog = nmi;
 207         return 1;
 208 }
 209 __setup("nmi_watchdog=", setup_nmi_watchdog);
 210
 211 /*
 212  * Suspend/resume support
 213  */
 214 #ifdef CONFIG_PM
 215
 216 static int nmi_pm_active; /* nmi_active before suspend */
 217
 218 static int lapic_nmi_suspend(struct sys_device *dev, pm_message_t state)
 219 {
 220         /* only CPU0 goes here, other CPUs should be offline */
 221         nmi_pm_active = atomic_read(&nmi_active);
 222         stop_apic_nmi_watchdog(NULL);
 223         BUG_ON(atomic_read(&nmi_active) != 0);
 224         return 0;
 225 }
 226
 227 static int lapic_nmi_resume(struct sys_device *dev)
 228 {
 229         /* only CPU0 goes here, other CPUs should be offline */
 230         if (nmi_pm_active > 0) {
 231                 setup_apic_nmi_watchdog(NULL);
 232                 touch_nmi_watchdog();
 233         }
 234         return 0;
 235 }
 236
 237 static struct sysdev_class nmi_sysclass = {
 238         .name           = "lapic_nmi",
 239         .resume         = lapic_nmi_resume,
 240         .suspend        = lapic_nmi_suspend,
 241 };
 242
 243 static struct sys_device device_lapic_nmi = {
 244         .id     = 0,
 245         .cls    = &nmi_sysclass,
 246 };
 247
 248 static int __init init_lapic_nmi_sysfs(void)
 249 {
 250         int error;
 251
 252         /*
 253          * should really be a BUG_ON but b/c this is an
 254          * init call, it just doesn't work.  -dcz
 255          */
 256         if (nmi_watchdog != NMI_LOCAL_APIC)
 257                 return 0;
 258
 259         if (atomic_read(&nmi_active) < 0)
 260                 return 0;
 261
 262         error = sysdev_class_register(&nmi_sysclass);
 263         if (!error)
 264                 error = sysdev_register(&device_lapic_nmi);
 265         return error;
 266 }
 267
 268 /* must come after the local APIC's device_initcall() */
 269 late_initcall(init_lapic_nmi_sysfs);
 270
 271 #endif  /* CONFIG_PM */
 272
 273 static void __acpi_nmi_enable(void *__unused)
 274 {
 275         apic_write_around(APIC_LVT0, APIC_DM_NMI);
 276 }
 277
 278 /*
 279  * Enable timer based NMIs on all CPUs:
 280  */
 281 void acpi_nmi_enable(void)
 282 {
 283         if (atomic_read(&nmi_active) && nmi_watchdog == NMI_IO_APIC)
 284                 on_each_cpu(__acpi_nmi_enable, NULL, 0, 1);
 285 }
 286
 287 static void __acpi_nmi_disable(void *__unused)
 288 {
 289         apic_write_around(APIC_LVT0, APIC_DM_NMI | APIC_LVT_MASKED);
 290 }
 291
 292 /*
 293  * Disable timer based NMIs on all CPUs:
 294  */
 295 void acpi_nmi_disable(void)
 296 {
 297         if (atomic_read(&nmi_active) && nmi_watchdog == NMI_IO_APIC)
 298                 on_each_cpu(__acpi_nmi_disable, NULL, 0, 1);
 299 }
 300
 301 void setup_apic_nmi_watchdog(void *unused)
 302 {
 303         if (__get_cpu_var(wd_enabled))
 304                 return;
 305
 306         /* cheap hack to support suspend/resume */
 307         /* if cpu0 is not active neither should the other cpus */
 308         if (smp_processor_id() != 0 && atomic_read(&nmi_active) <= 0)
 309                 return;
 310
 311         switch (nmi_watchdog) {
 312         case NMI_LOCAL_APIC:
 313                  /* enable it before to avoid race with handler */
 314                 __get_cpu_var(wd_enabled) = 1;
 315                 if (lapic_watchdog_init(nmi_hz) < 0) {
 316                         __get_cpu_var(wd_enabled) = 0;
 317                         return;
 318                 }
 319                 /* FALL THROUGH */
 320         case NMI_IO_APIC:
 321                 __get_cpu_var(wd_enabled) = 1;
 322                 atomic_inc(&nmi_active);
 323         }
 324 }
 325
 326 void stop_apic_nmi_watchdog(void *unused)
 327 {
 328         /* only support LOCAL and IO APICs for now */
 329         if (nmi_watchdog != NMI_LOCAL_APIC &&
 330             nmi_watchdog != NMI_IO_APIC)
 331                 return;
 332         if (__get_cpu_var(wd_enabled) == 0)
 333                 return;
 334         if (nmi_watchdog == NMI_LOCAL_APIC)
 335                 lapic_watchdog_stop();
 336         __get_cpu_var(wd_enabled) = 0;
 337         atomic_dec(&nmi_active);
 338 }
 339
 340 /*
 341  * the best way to detect whether a CPU has a 'hard lockup' problem
 342  * is to check it's local APIC timer IRQ counts. If they are not
 343  * changing then that CPU has some problem.
 344  *
 345  * as these watchdog NMI IRQs are generated on every CPU, we only
 346  * have to check the current processor.
 347  *
 348  * since NMIs don't listen to _any_ locks, we have to be extremely
 349  * careful not to rely on unsafe variables. The printk might lock
 350  * up though, so we have to break up any console locks first ...
 351  * [when there will be more tty-related locks, break them up here too!]
 352  */
 353
 354 static DEFINE_PER_CPU(unsigned, last_irq_sum);
 355 static DEFINE_PER_CPU(local_t, alert_counter);
 356 static DEFINE_PER_CPU(int, nmi_touch);
 357
 358 void touch_nmi_watchdog(void)
 359 {
 360         if (nmi_watchdog > 0) {
 361                 unsigned cpu;
 362
 363                 /*
 364                  * Tell other CPUs to reset their alert counters. We cannot
 365                  * do it ourselves because the alert count increase is not
 366                  * atomic.
 367                  */
 368                 for_each_present_cpu(cpu) {
 369                         if (per_cpu(nmi_touch, cpu) != 1)
 370                                 per_cpu(nmi_touch, cpu) = 1;
 371                 }
 372         }
 373
 374         /*
 375          * Tickle the softlockup detector too:
 376          */
 377         touch_softlockup_watchdog();
 378 }
 379 EXPORT_SYMBOL(touch_nmi_watchdog);
 380
 381 notrace __kprobes int
 382 nmi_watchdog_tick(struct pt_regs *regs, unsigned reason)
 383 {
 384         /*
 385          * Since current_thread_info()-> is always on the stack, and we
 386          * always switch the stack NMI-atomically, it's safe to use
 387          * smp_processor_id().
 388          */
 389         unsigned int sum;
 390         int touched = 0;
 391         int cpu = smp_processor_id();
 392         int rc = 0;
 393
 394         /* check for other users first */
 395         if (notify_die(DIE_NMI, "nmi", regs, reason, 2, SIGINT)
 396                         == NOTIFY_STOP) {
 397                 rc = 1;
 398                 touched = 1;
 399         }
 400
 401         sum = get_timer_irqs(cpu);
 402
 403         if (__get_cpu_var(nmi_touch)) {
 404                 __get_cpu_var(nmi_touch) = 0;
 405                 touched = 1;
 406         }
 407
 408         if (cpu_isset(cpu, backtrace_mask)) {
 409                 static DEFINE_SPINLOCK(lock);   /* Serialise the printks */
 410
 411                 spin_lock(&lock);
 412                 printk("NMI backtrace for cpu %d\n", cpu);
 413                 dump_stack();
 414                 spin_unlock(&lock);
 415                 cpu_clear(cpu, backtrace_mask);
 416         }
 417
 418         /* Could check oops_in_progress here too, but it's safer not to */
 419         if (mce_in_progress())
 420                 touched = 1;
 421
 422         /* if the none of the timers isn't firing, this cpu isn't doing much */
 423         if (!touched && __get_cpu_var(last_irq_sum) == sum) {
 424                 /*
 425                  * Ayiee, looks like this CPU is stuck ...
 426                  * wait a few IRQs (5 seconds) before doing the oops ...
 427                  */
 428                 local_inc(&__get_cpu_var(alert_counter));
 429                 if (local_read(&__get_cpu_var(alert_counter)) == 5 * nmi_hz)
 430                         /*
 431                          * die_nmi will return ONLY if NOTIFY_STOP happens..
 432                          */
 433                         die_nmi("BUG: NMI Watchdog detected LOCKUP",
 434                                 regs, panic_on_timeout);
 435         } else {
 436                 __get_cpu_var(last_irq_sum) = sum;
 437                 local_set(&__get_cpu_var(alert_counter), 0);
 438         }
 439
 440         /* see if the nmi watchdog went off */
 441         if (!__get_cpu_var(wd_enabled))
 442                 return rc;
 443         switch (nmi_watchdog) {
 444         case NMI_LOCAL_APIC:
 445                 rc |= lapic_wd_event(nmi_hz);
 446                 break;
 447         case NMI_IO_APIC:
 448                 /*
 449                  * don't know how to accurately check for this.
 450                  * just assume it was a watchdog timer interrupt
 451                  * This matches the old behaviour.
 452                  */
 453                 rc = 1;
 454                 break;
 455         }
 456         return rc;
 457 }
 458
 459 #ifdef CONFIG_SYSCTL
 460
 461 static int unknown_nmi_panic_callback(struct pt_regs *regs, int cpu)
 462 {
 463         unsigned char reason = get_nmi_reason();
 464         char buf[64];
 465
 466         sprintf(buf, "NMI received for unknown reason %02x\n", reason);
 467         die_nmi(buf, regs, 1); /* Always panic here */
 468         return 0;
 469 }
 470
 471 /*
 472  * proc handler for /proc/sys/kernel/nmi
 473  */
 474 int proc_nmi_enabled(struct ctl_table *table, int write, struct file *file,
 475                         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
 476 {
 477         int old_state;
 478
 479         nmi_watchdog_enabled = (atomic_read(&nmi_active) > 0) ? 1 : 0;
 480         old_state = nmi_watchdog_enabled;
 481         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
 482         if (!!old_state == !!nmi_watchdog_enabled)
 483                 return 0;
 484
 485         if (atomic_read(&nmi_active) < 0 || nmi_watchdog == NMI_DISABLED) {
 486                 printk(KERN_WARNING
 487                         "NMI watchdog is permanently disabled\n");
 488                 return -EIO;
 489         }
 490
 491         /* if nmi_watchdog is not set yet, then set it */
 492         nmi_watchdog_default();
 493
 494         if (nmi_watchdog == NMI_LOCAL_APIC) {
 495                 if (nmi_watchdog_enabled)
 496                         enable_lapic_nmi_watchdog();
 497                 else
 498                         disable_lapic_nmi_watchdog();
 499         } else {
 500                 printk(KERN_WARNING
 501                         "NMI watchdog doesn't know what hardware to touch\n");
 502                 return -EIO;
 503         }
 504         return 0;
 505 }
 506
 507 #endif /* CONFIG_SYSCTL */
 508
 509 int do_nmi_callback(struct pt_regs *regs, int cpu)
 510 {
 511 #ifdef CONFIG_SYSCTL
 512         if (unknown_nmi_panic)
 513                 return unknown_nmi_panic_callback(regs, cpu);
 514 #endif
 515         return 0;
 516 }
 517
 518 void __trigger_all_cpu_backtrace(void)
 519 {
 520         int i;
 521
 522         backtrace_mask = cpu_online_map;
 523         /* Wait for up to 10 seconds for all CPUs to do the backtrace */
 524         for (i = 0; i < 10 * 1000; i++) {
 525                 if (cpus_empty(backtrace_mask))
 526                         break;
 527                 mdelay(1);
 528         }
 529 }
 530
 531 EXPORT_SYMBOL(nmi_active);
 532 EXPORT_SYMBOL(nmi_watchdog);
 533