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 <asm/apic.h>
  15
  16 #include <linux/nmi.h>
  17 #include <linux/mm.h>
  18 #include <linux/delay.h>
  19 #include <linux/interrupt.h>
  20 #include <linux/module.h>
  21 #include <linux/sysdev.h>
  22 #include <linux/sysctl.h>
  23 #include <linux/percpu.h>
  24 #include <linux/kprobes.h>
  25 #include <linux/cpumask.h>
  26 #include <linux/kernel_stat.h>
  27 #include <linux/kdebug.h>
  28 #include <linux/smp.h>
  29
  30 #include <asm/i8259.h>
  31 #include <asm/io_apic.h>
  32 #include <asm/smp.h>
  33 #include <asm/nmi.h>
  34 #include <asm/proto.h>
  35 #include <asm/timer.h>
  36
  37 #include <asm/mce.h>
  38
  39 #include <mach_traps.h>
  40
  41 int unknown_nmi_panic;
  42 int nmi_watchdog_enabled;
  43
  44 static cpumask_t backtrace_mask = CPU_MASK_NONE;
  45
  46 /* nmi_active:
  47  * >0: the lapic NMI watchdog is active, but can be disabled
  48  * <0: the lapic NMI watchdog has not been set up, and cannot
  49  *     be enabled
  50  *  0: the lapic NMI watchdog is disabled, but can be enabled
  51  */
  52 atomic_t nmi_active = ATOMIC_INIT(0);           /* oprofile uses this */
  53 EXPORT_SYMBOL(nmi_active);
  54
  55 unsigned int nmi_watchdog = NMI_NONE;
  56 EXPORT_SYMBOL(nmi_watchdog);
  57
  58 static int panic_on_timeout;
  59
  60 static unsigned int nmi_hz = HZ;
  61 static DEFINE_PER_CPU(short, wd_enabled);
  62 static int endflag __initdata;
  63
  64 static inline unsigned int get_nmi_count(int cpu)
  65 {
  66 #ifdef CONFIG_X86_64
  67         return cpu_pda(cpu)->__nmi_count;
  68 #else
  69         return nmi_count(cpu);
  70 #endif
  71 }
  72
  73 static inline int mce_in_progress(void)
  74 {
  75 #if defined(CONFIG_X86_64) && defined(CONFIG_X86_MCE)
  76         return atomic_read(&mce_entry) > 0;
  77 #endif
  78         return 0;
  79 }
  80
  81 /*
  82  * Take the local apic timer and PIT/HPET into account. We don't
  83  * know which one is active, when we have highres/dyntick on
  84  */
  85 static inline unsigned int get_timer_irqs(int cpu)
  86 {
  87 #ifdef CONFIG_X86_64
  88         return read_pda(apic_timer_irqs) + read_pda(irq0_irqs);
  89 #else
  90         return per_cpu(irq_stat, cpu).apic_timer_irqs +
  91                 per_cpu(irq_stat, cpu).irq0_irqs;
  92 #endif
  93 }
  94
  95 #ifdef CONFIG_SMP
  96 /*
  97  * The performance counters used by NMI_LOCAL_APIC don't trigger when
  98  * the CPU is idle. To make sure the NMI watchdog really ticks on all
  99  * CPUs during the test make them busy.
 100  */
 101 static __init void nmi_cpu_busy(void *data)
 102 {
 103         local_irq_enable_in_hardirq();
 104         /*
 105          * Intentionally don't use cpu_relax here. This is
 106          * to make sure that the performance counter really ticks,
 107          * even if there is a simulator or similar that catches the
 108          * pause instruction. On a real HT machine this is fine because
 109          * all other CPUs are busy with "useless" delay loops and don't
 110          * care if they get somewhat less cycles.
 111          */
 112         while (endflag == 0)
 113                 mb();
 114 }
 115 #endif
 116
 117 int __init check_nmi_watchdog(void)
 118 {
 119         unsigned int *prev_nmi_count;
 120         int cpu;
 121
 122         if (!nmi_watchdog_active() || !atomic_read(&nmi_active))
 123                 return 0;
 124
 125         prev_nmi_count = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
 126         if (!prev_nmi_count)
 127                 goto error;
 128
 129         printk(KERN_INFO "Testing NMI watchdog ... ");
 130
 131 #ifdef CONFIG_SMP
 132         if (nmi_watchdog == NMI_LOCAL_APIC)
 133                 smp_call_function(nmi_cpu_busy, (void *)&endflag, 0);
 134 #endif
 135
 136         for_each_possible_cpu(cpu)
 137                 prev_nmi_count[cpu] = get_nmi_count(cpu);
 138         local_irq_enable();
 139         mdelay((20 * 1000) / nmi_hz); /* wait 20 ticks */
 140
 141         for_each_online_cpu(cpu) {
 142                 if (!per_cpu(wd_enabled, cpu))
 143                         continue;
 144                 if (get_nmi_count(cpu) - prev_nmi_count[cpu] <= 5) {
 145                         printk("\n");
 146                         printk(KERN_WARNING "WARNING: CPU#%d: NMI "
 147                                 "appears to be stuck (%d->%d)!\n",
 148                                 cpu,
 149                                 prev_nmi_count[cpu],
 150                                 get_nmi_count(cpu));
 151                         printk(KERN_WARNING "Please report this to "
 152                                "linux-kernel@vger.kernel.org and attach "
 153                                "the output of 'dmesg' command.\n");
 154                         per_cpu(wd_enabled, cpu) = 0;
 155                         atomic_dec(&nmi_active);
 156                 }
 157         }
 158         endflag = 1;
 159         if (!atomic_read(&nmi_active)) {
 160                 kfree(prev_nmi_count);
 161                 atomic_set(&nmi_active, -1);
 162                 goto error;
 163         }
 164         printk("OK.\n");
 165
 166         /*
 167          * now that we know it works we can reduce NMI frequency to
 168          * something more reasonable; makes a difference in some configs
 169          */
 170         if (nmi_watchdog == NMI_LOCAL_APIC)
 171                 nmi_hz = lapic_adjust_nmi_hz(1);
 172
 173         kfree(prev_nmi_count);
 174         return 0;
 175 error:
 176         if (nmi_watchdog == NMI_IO_APIC && !timer_through_8259)
 177                 disable_8259A_irq(0);
 178 #ifdef CONFIG_X86_32
 179         timer_ack = 0;
 180 #endif
 181         return -1;
 182 }
 183
 184 static int __init setup_nmi_watchdog(char *str)
 185 {
 186         unsigned int nmi;
 187
 188         if (!strncmp(str, "panic", 5)) {
 189                 panic_on_timeout = 1;
 190                 str = strchr(str, ',');
 191                 if (!str)
 192                         return 1;
 193                 ++str;
 194         }
 195
 196         get_option(&str, &nmi);
 197
 198         if (nmi >= NMI_INVALID)
 199                 return 0;
 200
 201         nmi_watchdog = nmi;
 202         return 1;
 203 }
 204 __setup("nmi_watchdog=", setup_nmi_watchdog);
 205
 206 /*
 207  * Suspend/resume support
 208  */
 209 #ifdef CONFIG_PM
 210
 211 static int nmi_pm_active; /* nmi_active before suspend */
 212
 213 static int lapic_nmi_suspend(struct sys_device *dev, pm_message_t state)
 214 {
 215         /* only CPU0 goes here, other CPUs should be offline */
 216         nmi_pm_active = atomic_read(&nmi_active);
 217         stop_apic_nmi_watchdog(NULL);
 218         BUG_ON(atomic_read(&nmi_active) != 0);
 219         return 0;
 220 }
 221
 222 static int lapic_nmi_resume(struct sys_device *dev)
 223 {
 224         /* only CPU0 goes here, other CPUs should be offline */
 225         if (nmi_pm_active > 0) {
 226                 setup_apic_nmi_watchdog(NULL);
 227                 touch_nmi_watchdog();
 228         }
 229         return 0;
 230 }
 231
 232 static struct sysdev_class nmi_sysclass = {
 233         .name           = "lapic_nmi",
 234         .resume         = lapic_nmi_resume,
 235         .suspend        = lapic_nmi_suspend,
 236 };
 237
 238 static struct sys_device device_lapic_nmi = {
 239         .id     = 0,
 240         .cls    = &nmi_sysclass,
 241 };
 242
 243 static int __init init_lapic_nmi_sysfs(void)
 244 {
 245         int error;
 246
 247         /*
 248          * should really be a BUG_ON but b/c this is an
 249          * init call, it just doesn't work.  -dcz
 250          */
 251         if (nmi_watchdog != NMI_LOCAL_APIC)
 252                 return 0;
 253
 254         if (atomic_read(&nmi_active) < 0)
 255                 return 0;
 256
 257         error = sysdev_class_register(&nmi_sysclass);
 258         if (!error)
 259                 error = sysdev_register(&device_lapic_nmi);
 260         return error;
 261 }
 262
 263 /* must come after the local APIC's device_initcall() */
 264 late_initcall(init_lapic_nmi_sysfs);
 265
 266 #endif  /* CONFIG_PM */
 267
 268 static void __acpi_nmi_enable(void *__unused)
 269 {
 270         apic_write(APIC_LVT0, APIC_DM_NMI);
 271 }
 272
 273 /*
 274  * Enable timer based NMIs on all CPUs:
 275  */
 276 void acpi_nmi_enable(void)
 277 {
 278         if (atomic_read(&nmi_active) && nmi_watchdog == NMI_IO_APIC)
 279                 on_each_cpu(__acpi_nmi_enable, NULL, 1);
 280 }
 281
 282 static void __acpi_nmi_disable(void *__unused)
 283 {
 284         apic_write(APIC_LVT0, APIC_DM_NMI | APIC_LVT_MASKED);
 285 }
 286
 287 /*
 288  * Disable timer based NMIs on all CPUs:
 289  */
 290 void acpi_nmi_disable(void)
 291 {
 292         if (atomic_read(&nmi_active) && nmi_watchdog == NMI_IO_APIC)
 293                 on_each_cpu(__acpi_nmi_disable, NULL, 1);
 294 }
 295
 296 void setup_apic_nmi_watchdog(void *unused)
 297 {
 298         if (__get_cpu_var(wd_enabled))
 299                 return;
 300
 301         /* cheap hack to support suspend/resume */
 302         /* if cpu0 is not active neither should the other cpus */
 303         if (smp_processor_id() != 0 && atomic_read(&nmi_active) <= 0)
 304                 return;
 305
 306         switch (nmi_watchdog) {
 307         case NMI_LOCAL_APIC:
 308                  /* enable it before to avoid race with handler */
 309                 __get_cpu_var(wd_enabled) = 1;
 310                 if (lapic_watchdog_init(nmi_hz) < 0) {
 311                         __get_cpu_var(wd_enabled) = 0;
 312                         return;
 313                 }
 314                 /* FALL THROUGH */
 315         case NMI_IO_APIC:
 316                 __get_cpu_var(wd_enabled) = 1;
 317                 atomic_inc(&nmi_active);
 318         }
 319 }
 320
 321 void stop_apic_nmi_watchdog(void *unused)
 322 {
 323         /* only support LOCAL and IO APICs for now */
 324         if (!nmi_watchdog_active())
 325                 return;
 326         if (__get_cpu_var(wd_enabled) == 0)
 327                 return;
 328         if (nmi_watchdog == NMI_LOCAL_APIC)
 329                 lapic_watchdog_stop();
 330         __get_cpu_var(wd_enabled) = 0;
 331         atomic_dec(&nmi_active);
 332 }
 333
 334 /*
 335  * the best way to detect whether a CPU has a 'hard lockup' problem
 336  * is to check it's local APIC timer IRQ counts. If they are not
 337  * changing then that CPU has some problem.
 338  *
 339  * as these watchdog NMI IRQs are generated on every CPU, we only
 340  * have to check the current processor.
 341  *
 342  * since NMIs don't listen to _any_ locks, we have to be extremely
 343  * careful not to rely on unsafe variables. The printk might lock
 344  * up though, so we have to break up any console locks first ...
 345  * [when there will be more tty-related locks, break them up here too!]
 346  */
 347
 348 static DEFINE_PER_CPU(unsigned, last_irq_sum);
 349 static DEFINE_PER_CPU(local_t, alert_counter);
 350 static DEFINE_PER_CPU(int, nmi_touch);
 351
 352 void touch_nmi_watchdog(void)
 353 {
 354         if (nmi_watchdog_active()) {
 355                 unsigned cpu;
 356
 357                 /*
 358                  * Tell other CPUs to reset their alert counters. We cannot
 359                  * do it ourselves because the alert count increase is not
 360                  * atomic.
 361                  */
 362                 for_each_present_cpu(cpu) {
 363                         if (per_cpu(nmi_touch, cpu) != 1)
 364                                 per_cpu(nmi_touch, cpu) = 1;
 365                 }
 366         }
 367
 368         /*
 369          * Tickle the softlockup detector too:
 370          */
 371         touch_softlockup_watchdog();
 372 }
 373 EXPORT_SYMBOL(touch_nmi_watchdog);
 374
 375 notrace __kprobes int
 376 nmi_watchdog_tick(struct pt_regs *regs, unsigned reason)
 377 {
 378         /*
 379          * Since current_thread_info()-> is always on the stack, and we
 380          * always switch the stack NMI-atomically, it's safe to use
 381          * smp_processor_id().
 382          */
 383         unsigned int sum;
 384         int touched = 0;
 385         int cpu = smp_processor_id();
 386         int rc = 0;
 387
 388         /* check for other users first */
 389         if (notify_die(DIE_NMI, "nmi", regs, reason, 2, SIGINT)
 390                         == NOTIFY_STOP) {
 391                 rc = 1;
 392                 touched = 1;
 393         }
 394
 395         sum = get_timer_irqs(cpu);
 396
 397         if (__get_cpu_var(nmi_touch)) {
 398                 __get_cpu_var(nmi_touch) = 0;
 399                 touched = 1;
 400         }
 401
 402         if (cpu_isset(cpu, backtrace_mask)) {
 403                 static DEFINE_SPINLOCK(lock);   /* Serialise the printks */
 404
 405                 spin_lock(&lock);
 406                 printk(KERN_WARNING "NMI backtrace for cpu %d\n", cpu);
 407                 dump_stack();
 408                 spin_unlock(&lock);
 409                 cpu_clear(cpu, backtrace_mask);
 410         }
 411
 412         /* Could check oops_in_progress here too, but it's safer not to */
 413         if (mce_in_progress())
 414                 touched = 1;
 415
 416         /* if the none of the timers isn't firing, this cpu isn't doing much */
 417         if (!touched && __get_cpu_var(last_irq_sum) == sum) {
 418                 /*
 419                  * Ayiee, looks like this CPU is stuck ...
 420                  * wait a few IRQs (5 seconds) before doing the oops ...
 421                  */
 422                 local_inc(&__get_cpu_var(alert_counter));
 423                 if (local_read(&__get_cpu_var(alert_counter)) == 5 * nmi_hz)
 424                         /*
 425                          * die_nmi will return ONLY if NOTIFY_STOP happens..
 426                          */
 427                         die_nmi("BUG: NMI Watchdog detected LOCKUP",
 428                                 regs, panic_on_timeout);
 429         } else {
 430                 __get_cpu_var(last_irq_sum) = sum;
 431                 local_set(&__get_cpu_var(alert_counter), 0);
 432         }
 433
 434         /* see if the nmi watchdog went off */
 435         if (!__get_cpu_var(wd_enabled))
 436                 return rc;
 437         switch (nmi_watchdog) {
 438         case NMI_LOCAL_APIC:
 439                 rc |= lapic_wd_event(nmi_hz);
 440                 break;
 441         case NMI_IO_APIC:
 442                 /*
 443                  * don't know how to accurately check for this.
 444                  * just assume it was a watchdog timer interrupt
 445                  * This matches the old behaviour.
 446                  */
 447                 rc = 1;
 448                 break;
 449         }
 450         return rc;
 451 }
 452
 453 #ifdef CONFIG_SYSCTL
 454
 455 static int __init setup_unknown_nmi_panic(char *str)
 456 {
 457         unknown_nmi_panic = 1;
 458         return 1;
 459 }
 460 __setup("unknown_nmi_panic", setup_unknown_nmi_panic);
 461
 462 static int unknown_nmi_panic_callback(struct pt_regs *regs, int cpu)
 463 {
 464         unsigned char reason = get_nmi_reason();
 465         char buf[64];
 466
 467         sprintf(buf, "NMI received for unknown reason %02x\n", reason);
 468         die_nmi(buf, regs, 1); /* Always panic here */
 469         return 0;
 470 }
 471
 472 /*
 473  * proc handler for /proc/sys/kernel/nmi
 474  */
 475 int proc_nmi_enabled(struct ctl_table *table, int write, struct file *file,
 476                         void __user *buffer, size_t *length, loff_t *ppos)
 477 {
 478         int old_state;
 479
 480         nmi_watchdog_enabled = (atomic_read(&nmi_active) > 0) ? 1 : 0;
 481         old_state = nmi_watchdog_enabled;
 482         proc_dointvec(table, write, file, buffer, length, ppos);
 483         if (!!old_state == !!nmi_watchdog_enabled)
 484                 return 0;
 485
 486         if (atomic_read(&nmi_active) < 0 || !nmi_watchdog_active()) {
 487                 printk(KERN_WARNING
 488                         "NMI watchdog is permanently disabled\n");
 489                 return -EIO;
 490         }
 491
 492         if (nmi_watchdog == NMI_LOCAL_APIC) {
 493                 if (nmi_watchdog_enabled)
 494                         enable_lapic_nmi_watchdog();
 495                 else
 496                         disable_lapic_nmi_watchdog();
 497         } else {
 498                 printk(KERN_WARNING
 499                         "NMI watchdog doesn't know what hardware to touch\n");
 500                 return -EIO;
 501         }
 502         return 0;
 503 }
 504
 505 #endif /* CONFIG_SYSCTL */
 506
 507 int do_nmi_callback(struct pt_regs *regs, int cpu)
 508 {
 509 #ifdef CONFIG_SYSCTL
 510         if (unknown_nmi_panic)
 511                 return unknown_nmi_panic_callback(regs, cpu);
 512 #endif
 513         return 0;
 514 }
 515
 516 void __trigger_all_cpu_backtrace(void)
 517 {
 518         int i;
 519
 520         backtrace_mask = cpu_online_map;
 521         /* Wait for up to 10 seconds for all CPUs to do the backtrace */
 522         for (i = 0; i < 10 * 1000; i++) {
 523                 if (cpus_empty(backtrace_mask))
 524                         break;
 525                 mdelay(1);
 526         }
 527 }