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 /*
  53  * as from 2.5, kernels no longer have an init_tasks structure
  54  * so we need some other way of telling a new secondary core
  55  * where to place its SVC stack
  56  */
  57 struct secondary_data secondary_data;
  58
  59 enum ipi_msg_type {
  60         IPI_RESCHEDULE,
  61         IPI_CALL_FUNC,
  62         IPI_CALL_FUNC_SINGLE,
  63         IPI_CPU_STOP,
  64 };
  65
  66 /*
  67  * Boot a secondary CPU, and assign it the specified idle task.
  68  * This also gives us the initial stack to use for this CPU.
  69  */
  70 static int boot_secondary(unsigned int cpu, struct task_struct *idle)
  71 {
  72         if (cpu_ops[cpu]->cpu_boot)
  73                 return cpu_ops[cpu]->cpu_boot(cpu);
  74
  75         return -EOPNOTSUPP;
  76 }
  77
  78 static DECLARE_COMPLETION(cpu_running);
  79
  80 int __cpu_up(unsigned int cpu, struct task_struct *idle)
  81 {
  82         int ret;
  83
  84         /*
  85          * We need to tell the secondary core where to find its stack and the
  86          * page tables.
  87          */
  88         secondary_data.stack = task_stack_page(idle) + THREAD_START_SP;
  89         __flush_dcache_area(&secondary_data, sizeof(secondary_data));
  90
  91         /*
  92          * Now bring the CPU into our world.
  93          */
  94         ret = boot_secondary(cpu, idle);
  95         if (ret == 0) {
  96                 /*
  97                  * CPU was successfully started, wait for it to come online or
  98                  * time out.
  99                  */
 100                 wait_for_completion_timeout(&cpu_running,
 101                                             msecs_to_jiffies(1000));
 102
 103                 if (!cpu_online(cpu)) {
 104                         pr_crit("CPU%u: failed to come online\n", cpu);
 105                         ret = -EIO;
 106                 }
 107         } else {
 108                 pr_err("CPU%u: failed to boot: %d\n", cpu, ret);
 109         }
 110
 111         secondary_data.stack = NULL;
 112
 113         return ret;
 114 }
 115
 116 /*
 117  * This is the secondary CPU boot entry.  We're using this CPUs
 118  * idle thread stack, but a set of temporary page tables.
 119  */
 120 asmlinkage void secondary_start_kernel(void)
 121 {
 122         struct mm_struct *mm = &init_mm;
 123         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 124
 125         printk("CPU%u: Booted secondary processor\n", cpu);
 126
 127         /*
 128          * All kernel threads share the same mm context; grab a
 129          * reference and switch to it.
 130          */
 131         atomic_inc(&mm->mm_count);
 132         current->active_mm = mm;
 133         cpumask_set_cpu(cpu, mm_cpumask(mm));
 134
 135         /*
 136          * TTBR0 is only used for the identity mapping at this stage. Make it
 137          * point to zero page to avoid speculatively fetching new entries.
 138          */
 139         cpu_set_reserved_ttbr0();
 140         flush_tlb_all();
 141
 142         preempt_disable();
 143         trace_hardirqs_off();
 144
 145         if (cpu_ops[cpu]->cpu_postboot)
 146                 cpu_ops[cpu]->cpu_postboot();
 147
 148         /*
 149          * OK, now it's safe to let the boot CPU continue.  Wait for
 150          * the CPU migration code to notice that the CPU is online
 151          * before we continue.
 152          */
 153         set_cpu_online(cpu, true);
 154         complete(&cpu_running);
 155
 156         /*
 157          * Enable GIC and timers.
 158          */
 159         notify_cpu_starting(cpu);
 160
 161         local_irq_enable();
 162         local_fiq_enable();
 163
 164         /*
 165          * OK, it's off to the idle thread for us
 166          */
 167         cpu_startup_entry(CPUHP_ONLINE);
 168 }
 169
 170 void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
 171 {
 172         pr_info("SMP: Total of %d processors activated.\n", num_online_cpus());
 173 }
 174
 175 void __init smp_prepare_boot_cpu(void)
 176 {
 177 }
 178
 179 static void (*smp_cross_call)(const struct cpumask *, unsigned int);
 180
 181 /*
 182  * Enumerate the possible CPU set from the device tree and build the
 183  * cpu logical map array containing MPIDR values related to logical
 184  * cpus. Assumes that cpu_logical_map(0) has already been initialized.
 185  */
 186 void __init smp_init_cpus(void)
 187 {
 188         struct device_node *dn = NULL;
 189         unsigned int i, cpu = 1;
 190         bool bootcpu_valid = false;
 191
 192         while ((dn = of_find_node_by_type(dn, "cpu"))) {
 193                 const u32 *cell;
 194                 u64 hwid;
 195
 196                 /*
 197                  * A cpu node with missing "reg" property is
 198                  * considered invalid to build a cpu_logical_map
 199                  * entry.
 200                  */
 201                 cell = of_get_property(dn, "reg", NULL);
 202                 if (!cell) {
 203                         pr_err("%s: missing reg property\n", dn->full_name);
 204                         goto next;
 205                 }
 206                 hwid = of_read_number(cell, of_n_addr_cells(dn));
 207
 208                 /*
 209                  * Non affinity bits must be set to 0 in the DT
 210                  */
 211                 if (hwid & ~MPIDR_HWID_BITMASK) {
 212                         pr_err("%s: invalid reg property\n", dn->full_name);
 213                         goto next;
 214                 }
 215
 216                 /*
 217                  * Duplicate MPIDRs are a recipe for disaster. Scan
 218                  * all initialized entries and check for
 219                  * duplicates. If any is found just ignore the cpu.
 220                  * cpu_logical_map was initialized to INVALID_HWID to
 221                  * avoid matching valid MPIDR values.
 222                  */
 223                 for (i = 1; (i < cpu) && (i < NR_CPUS); i++) {
 224                         if (cpu_logical_map(i) == hwid) {
 225                                 pr_err("%s: duplicate cpu reg properties in the DT\n",
 226                                         dn->full_name);
 227                                 goto next;
 228                         }
 229                 }
 230
 231                 /*
 232                  * The numbering scheme requires that the boot CPU
 233                  * must be assigned logical id 0. Record it so that
 234                  * the logical map built from DT is validated and can
 235                  * be used.
 236                  */
 237                 if (hwid == cpu_logical_map(0)) {
 238                         if (bootcpu_valid) {
 239                                 pr_err("%s: duplicate boot cpu reg property in DT\n",
 240                                         dn->full_name);
 241                                 goto next;
 242                         }
 243
 244                         bootcpu_valid = true;
 245
 246                         /*
 247                          * cpu_logical_map has already been
 248                          * initialized and the boot cpu doesn't need
 249                          * the enable-method so continue without
 250                          * incrementing cpu.
 251                          */
 252                         continue;
 253                 }
 254
 255                 if (cpu >= NR_CPUS)
 256                         goto next;
 257
 258                 if (cpu_read_ops(dn, cpu) != 0)
 259                         goto next;
 260
 261                 if (cpu_ops[cpu]->cpu_init(dn, cpu))
 262                         goto next;
 263
 264                 pr_debug("cpu logical map 0x%llx\n", hwid);
 265                 cpu_logical_map(cpu) = hwid;
 266 next:
 267                 cpu++;
 268         }
 269
 270         /* sanity check */
 271         if (cpu > NR_CPUS)
 272                 pr_warning("no. of cores (%d) greater than configured maximum of %d - clipping\n",
 273                            cpu, NR_CPUS);
 274
 275         if (!bootcpu_valid) {
 276                 pr_err("DT missing boot CPU MPIDR, not enabling secondaries\n");
 277                 return;
 278         }
 279
 280         /*
 281          * All the cpus that made it to the cpu_logical_map have been
 282          * validated so set them as possible cpus.
 283          */
 284         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++)
 285                 if (cpu_logical_map(i) != INVALID_HWID)
 286                         set_cpu_possible(i, true);
 287 }
 288
 289 void __init smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
 290 {
 291         int err;
 292         unsigned int cpu, ncores = num_possible_cpus();
 293
 294         /*
 295          * are we trying to boot more cores than exist?
 296          */
 297         if (max_cpus > ncores)
 298                 max_cpus = ncores;
 299
 300         /* Don't bother if we're effectively UP */
 301         if (max_cpus <= 1)
 302                 return;
 303
 304         /*
 305          * Initialise the present map (which describes the set of CPUs
 306          * actually populated at the present time) and release the
 307          * secondaries from the bootloader.
 308          *
 309          * Make sure we online at most (max_cpus - 1) additional CPUs.
 310          */
 311         max_cpus--;
 312         for_each_possible_cpu(cpu) {
 313                 if (max_cpus == 0)
 314                         break;
 315
 316                 if (cpu == smp_processor_id())
 317                         continue;
 318
 319                 if (!cpu_ops[cpu])
 320                         continue;
 321
 322                 err = cpu_ops[cpu]->cpu_prepare(cpu);
 323                 if (err)
 324                         continue;
 325
 326                 set_cpu_present(cpu, true);
 327                 max_cpus--;
 328         }
 329 }
 330
 331
 332 void __init set_smp_cross_call(void (*fn)(const struct cpumask *, unsigned int))
 333 {
 334         smp_cross_call = fn;
 335 }
 336
 337 void arch_send_call_function_ipi_mask(const struct cpumask *mask)
 338 {
 339         smp_cross_call(mask, IPI_CALL_FUNC);
 340 }
 341
 342 void arch_send_call_function_single_ipi(int cpu)
 343 {
 344         smp_cross_call(cpumask_of(cpu), IPI_CALL_FUNC_SINGLE);
 345 }
 346
 347 static const char *ipi_types[NR_IPI] = {
 348 #define S(x,s)  [x - IPI_RESCHEDULE] = s
 349         S(IPI_RESCHEDULE, "Rescheduling interrupts"),
 350         S(IPI_CALL_FUNC, "Function call interrupts"),
 351         S(IPI_CALL_FUNC_SINGLE, "Single function call interrupts"),
 352         S(IPI_CPU_STOP, "CPU stop interrupts"),
 353 };
 354
 355 void show_ipi_list(struct seq_file *p, int prec)
 356 {
 357         unsigned int cpu, i;
 358
 359         for (i = 0; i < NR_IPI; i++) {
 360                 seq_printf(p, "%*s%u:%s", prec - 1, "IPI", i + IPI_RESCHEDULE,
 361                            prec >= 4 ? " " : "");
 362                 for_each_present_cpu(cpu)
 363                         seq_printf(p, "%10u ",
 364                                    __get_irq_stat(cpu, ipi_irqs[i]));
 365                 seq_printf(p, "      %s\n", ipi_types[i]);
 366         }
 367 }
 368
 369 u64 smp_irq_stat_cpu(unsigned int cpu)
 370 {
 371         u64 sum = 0;
 372         int i;
 373
 374         for (i = 0; i < NR_IPI; i++)
 375                 sum += __get_irq_stat(cpu, ipi_irqs[i]);
 376
 377         return sum;
 378 }
 379
 380 static DEFINE_RAW_SPINLOCK(stop_lock);
 381
 382 /*
 383  * ipi_cpu_stop - handle IPI from smp_send_stop()
 384  */
 385 static void ipi_cpu_stop(unsigned int cpu)
 386 {
 387         if (system_state == SYSTEM_BOOTING ||
 388             system_state == SYSTEM_RUNNING) {
 389                 raw_spin_lock(&stop_lock);
 390                 pr_crit("CPU%u: stopping\n", cpu);
 391                 dump_stack();
 392                 raw_spin_unlock(&stop_lock);
 393         }
 394
 395         set_cpu_online(cpu, false);
 396
 397         local_fiq_disable();
 398         local_irq_disable();
 399
 400         while (1)
 401                 cpu_relax();
 402 }
 403
 404 /*
 405  * Main handler for inter-processor interrupts
 406  */
 407 void handle_IPI(int ipinr, struct pt_regs *regs)
 408 {
 409         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 410         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
 411
 412         if (ipinr >= IPI_RESCHEDULE && ipinr < IPI_RESCHEDULE + NR_IPI)
 413                 __inc_irq_stat(cpu, ipi_irqs[ipinr - IPI_RESCHEDULE]);
 414
 415         switch (ipinr) {
 416         case IPI_RESCHEDULE:
 417                 scheduler_ipi();
 418                 break;
 419
 420         case IPI_CALL_FUNC:
 421                 irq_enter();
 422                 generic_smp_call_function_interrupt();
 423                 irq_exit();
 424                 break;
 425
 426         case IPI_CALL_FUNC_SINGLE:
 427                 irq_enter();
 428                 generic_smp_call_function_single_interrupt();
 429                 irq_exit();
 430                 break;
 431
 432         case IPI_CPU_STOP:
 433                 irq_enter();
 434                 ipi_cpu_stop(cpu);
 435                 irq_exit();
 436                 break;
 437
 438         default:
 439                 pr_crit("CPU%u: Unknown IPI message 0x%x\n", cpu, ipinr);
 440                 break;
 441         }
 442         set_irq_regs(old_regs);
 443 }
 444
 445 void smp_send_reschedule(int cpu)
 446 {
 447         smp_cross_call(cpumask_of(cpu), IPI_RESCHEDULE);
 448 }
 449
 450 void smp_send_stop(void)
 451 {
 452         unsigned long timeout;
 453
 454         if (num_online_cpus() > 1) {
 455                 cpumask_t mask;
 456
 457                 cpumask_copy(&mask, cpu_online_mask);
 458                 cpu_clear(smp_processor_id(), mask);
 459
 460                 smp_cross_call(&mask, IPI_CPU_STOP);
 461         }
 462
 463         /* Wait up to one second for other CPUs to stop */
 464         timeout = USEC_PER_SEC;
 465         while (num_online_cpus() > 1 && timeout--)
 466                 udelay(1);
 467
 468         if (num_online_cpus() > 1)
 469                 pr_warning("SMP: failed to stop secondary CPUs\n");
 470 }
 471
 472 /*
 473  * not supported here
 474  */
 475 int setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
 476 {
 477         return -EINVAL;
 478 }