arch/arm64/kernel/smp.c

   1 /*
   2  * SMP initialisation and IPI support
   3  * Based on arch/arm/kernel/smp.c
   4  *
   5  * Copyright (C) 2012 ARM Ltd.
   6  *
   7  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   8  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   9  * published by the Free Software Foundation.
  10  *
  11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  * GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  18  */
  19
  20 #include <linux/delay.h>
  21 #include <linux/init.h>
  22 #include <linux/spinlock.h>
  23 #include <linux/sched.h>
  24 #include <linux/interrupt.h>
  25 #include <linux/cache.h>
  26 #include <linux/profile.h>
  27 #include <linux/errno.h>
  28 #include <linux/mm.h>
  29 #include <linux/err.h>
  30 #include <linux/cpu.h>
  31 #include <linux/smp.h>
  32 #include <linux/seq_file.h>
  33 #include <linux/irq.h>
  34 #include <linux/percpu.h>
  35 #include <linux/clockchips.h>
  36 #include <linux/completion.h>
  37 #include <linux/of.h>
  38
  39 #include <asm/atomic.h>
  40 #include <asm/cacheflush.h>
  41 #include <asm/cputype.h>
  42 #include <asm/cpu_ops.h>
  43 #include <asm/mmu_context.h>
  44 #include <asm/pgtable.h>
  45 #include <asm/pgalloc.h>
  46 #include <asm/processor.h>
  47 #include <asm/smp_plat.h>
  48 #include <asm/sections.h>
  49 #include <asm/tlbflush.h>
  50 #include <asm/ptrace.h>
  51
  52 #define CREATE_TRACE_POINTS
  53 #include <trace/events/arm-ipi.h>
  54
  55 /*
  56  * as from 2.5, kernels no longer have an init_tasks structure
  57  * so we need some other way of telling a new secondary core
  58  * where to place its SVC stack
  59  */
  60 struct secondary_data secondary_data;
  61
  62 enum ipi_msg_type {
  63         IPI_RESCHEDULE,
  64         IPI_CALL_FUNC,
  65         IPI_CALL_FUNC_SINGLE,
  66         IPI_CPU_STOP,
  67 };
  68
  69 /*
  70  * Boot a secondary CPU, and assign it the specified idle task.
  71  * This also gives us the initial stack to use for this CPU.
  72  */
  73 static int __cpuinit boot_secondary(unsigned int cpu, struct task_struct *idle)
  74 {
  75         if (cpu_ops[cpu]->cpu_boot)
  76                 return cpu_ops[cpu]->cpu_boot(cpu);
  77
  78         return -EOPNOTSUPP;
  79 }
  80
  81 static DECLARE_COMPLETION(cpu_running);
  82
  83 int __cpuinit __cpu_up(unsigned int cpu, struct task_struct *idle)
  84 {
  85         int ret;
  86
  87         /*
  88          * We need to tell the secondary core where to find its stack and the
  89          * page tables.
  90          */
  91         secondary_data.stack = task_stack_page(idle) + THREAD_START_SP;
  92         __flush_dcache_area(&secondary_data, sizeof(secondary_data));
  93
  94         /*
  95          * Now bring the CPU into our world.
  96          */
  97         ret = boot_secondary(cpu, idle);
  98         if (ret == 0) {
  99                 /*
 100                  * CPU was successfully started, wait for it to come online or
 101                  * time out.
 102                  */
 103                 wait_for_completion_timeout(&cpu_running,
 104                                             msecs_to_jiffies(1000));
 105
 106                 if (!cpu_online(cpu)) {
 107                         pr_crit("CPU%u: failed to come online\n", cpu);
 108                         ret = -EIO;
 109                 }
 110         } else {
 111                 pr_err("CPU%u: failed to boot: %d\n", cpu, ret);
 112         }
 113
 114         secondary_data.stack = NULL;
 115
 116         return ret;
 117 }
 118
 119 static void __cpuinit smp_store_cpu_info(unsigned int cpuid)
 120 {
 121         store_cpu_topology(cpuid);
 122 }
 123
 124 /*
 125  * This is the secondary CPU boot entry.  We're using this CPUs
 126  * idle thread stack, but a set of temporary page tables.
 127  */
 128 asmlinkage void __cpuinit secondary_start_kernel(void)
 129 {
 130         struct mm_struct *mm = &init_mm;
 131         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 132
 133         printk("CPU%u: Booted secondary processor\n", cpu);
 134
 135         /*
 136          * All kernel threads share the same mm context; grab a
 137          * reference and switch to it.
 138          */
 139         atomic_inc(&mm->mm_count);
 140         current->active_mm = mm;
 141         cpumask_set_cpu(cpu, mm_cpumask(mm));
 142
 143         /*
 144          * TTBR0 is only used for the identity mapping at this stage. Make it
 145          * point to zero page to avoid speculatively fetching new entries.
 146          */
 147         cpu_set_reserved_ttbr0();
 148         flush_tlb_all();
 149
 150         preempt_disable();
 151         trace_hardirqs_off();
 152
 153         if (cpu_ops[cpu]->cpu_postboot)
 154                 cpu_ops[cpu]->cpu_postboot();
 155
 156         smp_store_cpu_info(cpu);
 157
 158         /*
 159          * Enable GIC and timers.
 160          */
 161         notify_cpu_starting(cpu);
 162
 163         /*
 164          * OK, now it's safe to let the boot CPU continue.  Wait for
 165          * the CPU migration code to notice that the CPU is online
 166          * before we continue.
 167          */
 168         set_cpu_online(cpu, true);
 169         complete(&cpu_running);
 170
 171         local_irq_enable();
 172         local_fiq_enable();
 173
 174         /*
 175          * OK, it's off to the idle thread for us
 176          */
 177         cpu_startup_entry(CPUHP_ONLINE);
 178 }
 179
 180 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 181 static int op_cpu_disable(unsigned int cpu)
 182 {
 183         /*
 184          * If we don't have a cpu_die method, abort before we reach the point
 185          * of no return. CPU0 may not have an cpu_ops, so test for it.
 186          */
 187         if (!cpu_ops[cpu] || !cpu_ops[cpu]->cpu_die)
 188                 return -EOPNOTSUPP;
 189
 190         /*
 191          * We may need to abort a hot unplug for some other mechanism-specific
 192          * reason.
 193          */
 194         if (cpu_ops[cpu]->cpu_disable)
 195                 return cpu_ops[cpu]->cpu_disable(cpu);
 196
 197         return 0;
 198 }
 199
 200 /*
 201  * __cpu_disable runs on the processor to be shutdown.
 202  */
 203 int __cpu_disable(void)
 204 {
 205         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 206         int ret;
 207
 208         ret = op_cpu_disable(cpu);
 209         if (ret)
 210                 return ret;
 211
 212         /*
 213          * Take this CPU offline.  Once we clear this, we can't return,
 214          * and we must not schedule until we're ready to give up the cpu.
 215          */
 216         set_cpu_online(cpu, false);
 217
 218         /*
 219          * OK - migrate IRQs away from this CPU
 220          */
 221         migrate_irqs();
 222
 223         /*
 224          * Remove this CPU from the vm mask set of all processes.
 225          */
 226         clear_tasks_mm_cpumask(cpu);
 227
 228         return 0;
 229 }
 230
 231 static DECLARE_COMPLETION(cpu_died);
 232
 233 /*
 234  * called on the thread which is asking for a CPU to be shutdown -
 235  * waits until shutdown has completed, or it is timed out.
 236  */
 237 void __cpu_die(unsigned int cpu)
 238 {
 239         if (!wait_for_completion_timeout(&cpu_died, msecs_to_jiffies(5000))) {
 240                 pr_crit("CPU%u: cpu didn't die\n", cpu);
 241                 return;
 242         }
 243         pr_notice("CPU%u: shutdown\n", cpu);
 244 }
 245
 246 /*
 247  * Called from the idle thread for the CPU which has been shutdown.
 248  *
 249  * Note that we disable IRQs here, but do not re-enable them
 250  * before returning to the caller. This is also the behaviour
 251  * of the other hotplug-cpu capable cores, so presumably coming
 252  * out of idle fixes this.
 253  */
 254 void cpu_die(void)
 255 {
 256         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 257
 258         idle_task_exit();
 259
 260         local_irq_disable();
 261
 262         /* Tell __cpu_die() that this CPU is now safe to dispose of */
 263         complete(&cpu_died);
 264
 265         /*
 266          * Actually shutdown the CPU. This must never fail. The specific hotplug
 267          * mechanism must perform all required cache maintenance to ensure that
 268          * no dirty lines are lost in the process of shutting down the CPU.
 269          */
 270         cpu_ops[cpu]->cpu_die(cpu);
 271
 272         BUG();
 273 }
 274 #endif
 275
 276 void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
 277 {
 278         unsigned long bogosum = loops_per_jiffy * num_online_cpus();
 279
 280         pr_info("SMP: Total of %d processors activated (%lu.%02lu BogoMIPS).\n",
 281                 num_online_cpus(), bogosum / (500000/HZ),
 282                 (bogosum / (5000/HZ)) % 100);
 283 }
 284
 285 void __init smp_prepare_boot_cpu(void)
 286 {
 287 }
 288
 289 static void (*smp_cross_call)(const struct cpumask *, unsigned int);
 290
 291 /*
 292  * Enumerate the possible CPU set from the device tree and build the
 293  * cpu logical map array containing MPIDR values related to logical
 294  * cpus. Assumes that cpu_logical_map(0) has already been initialized.
 295  */
 296 void __init smp_init_cpus(void)
 297 {
 298         struct device_node *dn = NULL;
 299         unsigned int i, cpu = 1;
 300         bool bootcpu_valid = false;
 301
 302         while ((dn = of_find_node_by_type(dn, "cpu"))) {
 303                 const u32 *cell;
 304                 u64 hwid;
 305
 306                 /*
 307                  * A cpu node with missing "reg" property is
 308                  * considered invalid to build a cpu_logical_map
 309                  * entry.
 310                  */
 311                 cell = of_get_property(dn, "reg", NULL);
 312                 if (!cell) {
 313                         pr_err("%s: missing reg property\n", dn->full_name);
 314                         goto next;
 315                 }
 316                 hwid = of_read_number(cell, of_n_addr_cells(dn));
 317
 318                 /*
 319                  * Non affinity bits must be set to 0 in the DT
 320                  */
 321                 if (hwid & ~MPIDR_HWID_BITMASK) {
 322                         pr_err("%s: invalid reg property\n", dn->full_name);
 323                         goto next;
 324                 }
 325
 326                 /*
 327                  * Duplicate MPIDRs are a recipe for disaster. Scan
 328                  * all initialized entries and check for
 329                  * duplicates. If any is found just ignore the cpu.
 330                  * cpu_logical_map was initialized to INVALID_HWID to
 331                  * avoid matching valid MPIDR values.
 332                  */
 333                 for (i = 1; (i < cpu) && (i < NR_CPUS); i++) {
 334                         if (cpu_logical_map(i) == hwid) {
 335                                 pr_err("%s: duplicate cpu reg properties in the DT\n",
 336                                         dn->full_name);
 337                                 goto next;
 338                         }
 339                 }
 340
 341                 /*
 342                  * The numbering scheme requires that the boot CPU
 343                  * must be assigned logical id 0. Record it so that
 344                  * the logical map built from DT is validated and can
 345                  * be used.
 346                  */
 347                 if (hwid == cpu_logical_map(0)) {
 348                         if (bootcpu_valid) {
 349                                 pr_err("%s: duplicate boot cpu reg property in DT\n",
 350                                         dn->full_name);
 351                                 goto next;
 352                         }
 353
 354                         bootcpu_valid = true;
 355
 356                         /*
 357                          * cpu_logical_map has already been
 358                          * initialized and the boot cpu doesn't need
 359                          * the enable-method so continue without
 360                          * incrementing cpu.
 361                          */
 362                         continue;
 363                 }
 364
 365                 if (cpu >= NR_CPUS)
 366                         goto next;
 367
 368                 if (cpu_read_ops(dn, cpu) != 0)
 369                         goto next;
 370
 371                 if (cpu_ops[cpu]->cpu_init(dn, cpu))
 372                         goto next;
 373
 374                 pr_debug("cpu logical map 0x%llx\n", hwid);
 375                 cpu_logical_map(cpu) = hwid;
 376 next:
 377                 cpu++;
 378         }
 379
 380         /* sanity check */
 381         if (cpu > NR_CPUS)
 382                 pr_warning("no. of cores (%d) greater than configured maximum of %d - clipping\n",
 383                            cpu, NR_CPUS);
 384
 385         if (!bootcpu_valid) {
 386                 pr_err("DT missing boot CPU MPIDR, not enabling secondaries\n");
 387                 return;
 388         }
 389
 390         /*
 391          * All the cpus that made it to the cpu_logical_map have been
 392          * validated so set them as possible cpus.
 393          */
 394         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++)
 395                 if (cpu_logical_map(i) != INVALID_HWID)
 396                         set_cpu_possible(i, true);
 397 }
 398
 399 void __init smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
 400 {
 401         int err;
 402         unsigned int cpu, ncores = num_possible_cpus();
 403
 404         init_cpu_topology();
 405
 406         smp_store_cpu_info(smp_processor_id());
 407
 408
 409         /*
 410          * are we trying to boot more cores than exist?
 411          */
 412         if (max_cpus > ncores)
 413                 max_cpus = ncores;
 414
 415         /* Don't bother if we're effectively UP */
 416         if (max_cpus <= 1)
 417                 return;
 418
 419         /*
 420          * Initialise the present map (which describes the set of CPUs
 421          * actually populated at the present time) and release the
 422          * secondaries from the bootloader.
 423          *
 424          * Make sure we online at most (max_cpus - 1) additional CPUs.
 425          */
 426         max_cpus--;
 427         for_each_possible_cpu(cpu) {
 428                 if (max_cpus == 0)
 429                         break;
 430
 431                 if (cpu == smp_processor_id())
 432                         continue;
 433
 434                 if (!cpu_ops[cpu])
 435                         continue;
 436
 437                 err = cpu_ops[cpu]->cpu_prepare(cpu);
 438                 if (err)
 439                         continue;
 440
 441                 set_cpu_present(cpu, true);
 442                 max_cpus--;
 443         }
 444 }
 445
 446
 447 void __init set_smp_cross_call(void (*fn)(const struct cpumask *, unsigned int))
 448 {
 449         smp_cross_call = fn;
 450 }
 451
 452 void arch_send_call_function_ipi_mask(const struct cpumask *mask)
 453 {
 454         smp_cross_call(mask, IPI_CALL_FUNC);
 455 }
 456
 457 void arch_send_call_function_single_ipi(int cpu)
 458 {
 459         smp_cross_call(cpumask_of(cpu), IPI_CALL_FUNC_SINGLE);
 460 }
 461
 462 static const char *ipi_types[NR_IPI] = {
 463 #define S(x,s)  [x - IPI_RESCHEDULE] = s
 464         S(IPI_RESCHEDULE, "Rescheduling interrupts"),
 465         S(IPI_CALL_FUNC, "Function call interrupts"),
 466         S(IPI_CALL_FUNC_SINGLE, "Single function call interrupts"),
 467         S(IPI_CPU_STOP, "CPU stop interrupts"),
 468 };
 469
 470 void show_ipi_list(struct seq_file *p, int prec)
 471 {
 472         unsigned int cpu, i;
 473
 474         for (i = 0; i < NR_IPI; i++) {
 475                 seq_printf(p, "%*s%u:%s", prec - 1, "IPI", i + IPI_RESCHEDULE,
 476                            prec >= 4 ? " " : "");
 477                 for_each_present_cpu(cpu)
 478                         seq_printf(p, "%10u ",
 479                                    __get_irq_stat(cpu, ipi_irqs[i]));
 480                 seq_printf(p, "      %s\n", ipi_types[i]);
 481         }
 482 }
 483
 484 u64 smp_irq_stat_cpu(unsigned int cpu)
 485 {
 486         u64 sum = 0;
 487         int i;
 488
 489         for (i = 0; i < NR_IPI; i++)
 490                 sum += __get_irq_stat(cpu, ipi_irqs[i]);
 491
 492         return sum;
 493 }
 494
 495 static DEFINE_RAW_SPINLOCK(stop_lock);
 496
 497 /*
 498  * ipi_cpu_stop - handle IPI from smp_send_stop()
 499  */
 500 static void ipi_cpu_stop(unsigned int cpu)
 501 {
 502         if (system_state == SYSTEM_BOOTING ||
 503             system_state == SYSTEM_RUNNING) {
 504                 raw_spin_lock(&stop_lock);
 505                 pr_crit("CPU%u: stopping\n", cpu);
 506                 dump_stack();
 507                 raw_spin_unlock(&stop_lock);
 508         }
 509
 510         set_cpu_online(cpu, false);
 511
 512         local_fiq_disable();
 513         local_irq_disable();
 514
 515         while (1)
 516                 cpu_relax();
 517 }
 518
 519 /*
 520  * Main handler for inter-processor interrupts
 521  */
 522 void handle_IPI(int ipinr, struct pt_regs *regs)
 523 {
 524         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 525         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
 526
 527         if (ipinr >= IPI_RESCHEDULE && ipinr < IPI_RESCHEDULE + NR_IPI)
 528                 __inc_irq_stat(cpu, ipi_irqs[ipinr - IPI_RESCHEDULE]);
 529
 530         switch (ipinr) {
 531         case IPI_RESCHEDULE:
 532                 scheduler_ipi();
 533                 break;
 534
 535         case IPI_CALL_FUNC:
 536                 irq_enter();
 537                 generic_smp_call_function_interrupt();
 538                 irq_exit();
 539                 break;
 540
 541         case IPI_CALL_FUNC_SINGLE:
 542                 irq_enter();
 543                 generic_smp_call_function_single_interrupt();
 544                 irq_exit();
 545                 break;
 546
 547         case IPI_CPU_STOP:
 548                 irq_enter();
 549                 ipi_cpu_stop(cpu);
 550                 irq_exit();
 551                 break;
 552
 553         default:
 554                 pr_crit("CPU%u: Unknown IPI message 0x%x\n", cpu, ipinr);
 555                 break;
 556         }
 557         set_irq_regs(old_regs);
 558 }
 559
 560 void smp_send_reschedule(int cpu)
 561 {
 562         smp_cross_call(cpumask_of(cpu), IPI_RESCHEDULE);
 563 }
 564
 565 void smp_send_stop(void)
 566 {
 567         unsigned long timeout;
 568
 569         if (num_online_cpus() > 1) {
 570                 cpumask_t mask;
 571
 572                 cpumask_copy(&mask, cpu_online_mask);
 573                 cpu_clear(smp_processor_id(), mask);
 574
 575                 smp_cross_call(&mask, IPI_CPU_STOP);
 576         }
 577
 578         /* Wait up to one second for other CPUs to stop */
 579         timeout = USEC_PER_SEC;
 580         while (num_online_cpus() > 1 && timeout--)
 581                 udelay(1);
 582
 583         if (num_online_cpus() > 1)
 584                 pr_warning("SMP: failed to stop secondary CPUs\n");
 585 }
 586
 587 /*
 588  * not supported here
 589  */
 590 int setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
 591 {
 592         return -EINVAL;
 593 }