Merge remote-tracking branch 'origin/dev/sumit-linux-3.10.96' into TOT-merge
[linux-3.10.git] / 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/alternative.h>
40 #include <asm/atomic.h>
41 #include <asm/cacheflush.h>
42 #include <asm/cpu.h>
43 #include <asm/cputype.h>
44 #include <asm/cpu_ops.h>
45 #include <asm/mmu_context.h>
46 #include <asm/pgtable.h>
47 #include <asm/pgalloc.h>
48 #include <asm/processor.h>
49 #include <asm/smp_plat.h>
50 #include <asm/sections.h>
51 #include <asm/tlbflush.h>
52 #include <asm/ptrace.h>
53
54 /*
55  * as from 2.5, kernels no longer have an init_tasks structure
56  * so we need some other way of telling a new secondary core
57  * where to place its SVC stack
58  */
59 struct secondary_data secondary_data;
60
61 enum ipi_msg_type {
62         IPI_RESCHEDULE,
63         IPI_CALL_FUNC,
64         IPI_CALL_FUNC_SINGLE,
65         IPI_CPU_STOP,
66         IPI_WAKEUP,
67         IPI_TIMER,
68 };
69
70 static struct smp_operations smp_ops;
71
72 void __init smp_set_ops(struct smp_operations *ops)
73 {
74         if (ops)
75                 smp_ops = *ops;
76 };
77
78 static void __init platform_smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
79 {
80         if (smp_ops.smp_prepare_cpus)
81                 smp_ops.smp_prepare_cpus(max_cpus);
82 }
83
84 static void  platform_secondary_init(unsigned int cpu)
85 {
86         if (smp_ops.smp_secondary_init)
87                 smp_ops.smp_secondary_init(cpu);
88 }
89
90 /*
91  * Boot a secondary CPU, and assign it the specified idle task.
92  * This also gives us the initial stack to use for this CPU.
93  */
94 static int boot_secondary(unsigned int cpu, struct task_struct *idle)
95 {
96         if (smp_ops.smp_boot_secondary)
97                 smp_ops.smp_boot_secondary(cpu, idle);
98
99         if (cpu_ops[cpu]->cpu_boot)
100                 return cpu_ops[cpu]->cpu_boot(cpu);
101
102         return -EOPNOTSUPP;
103 }
104
105 static DECLARE_COMPLETION(cpu_running);
106
107 int __cpu_up(unsigned int cpu, struct task_struct *idle)
108 {
109         int ret;
110
111         /*
112          * We need to tell the secondary core where to find its stack and the
113          * page tables.
114          */
115         secondary_data.stack = task_stack_page(idle) + THREAD_START_SP;
116         __flush_dcache_area(&secondary_data, sizeof(secondary_data));
117
118         /*
119          * Now bring the CPU into our world.
120          */
121         ret = boot_secondary(cpu, idle);
122         if (ret == 0) {
123                 /*
124                  * CPU was successfully started, wait for it to come online or
125                  * time out.
126                  */
127                 wait_for_completion_timeout(&cpu_running,
128                                             msecs_to_jiffies(1000));
129
130                 if (!cpu_online(cpu)) {
131                         pr_crit("CPU%u: failed to come online\n", cpu);
132                         ret = -EIO;
133                 }
134         } else {
135                 pr_err("CPU%u: failed to boot: %d\n", cpu, ret);
136         }
137
138         secondary_data.stack = NULL;
139
140         return ret;
141 }
142
143 /*
144  * This is the secondary CPU boot entry.  We're using this CPUs
145  * idle thread stack, but a set of temporary page tables.
146  */
147 asmlinkage void __cpuinit secondary_start_kernel(void)
148 {
149         struct mm_struct *mm = &init_mm;
150         unsigned int cpu = smp_processor_id();
151
152         pr_debug("CPU%u: Booted secondary processor\n", cpu);
153
154         /*
155          * All kernel threads share the same mm context; grab a
156          * reference and switch to it.
157          */
158         atomic_inc(&mm->mm_count);
159         current->active_mm = mm;
160         cpumask_set_cpu(cpu, mm_cpumask(mm));
161
162         /*
163          * TTBR0 is only used for the identity mapping at this stage. Make it
164          * point to zero page to avoid speculatively fetching new entries.
165          */
166         cpu_set_reserved_ttbr0();
167         flush_tlb_all();
168
169         preempt_disable();
170         trace_hardirqs_off();
171
172         /*
173          * Give the platform a chance to do its own initialisation.
174          */
175         platform_secondary_init(cpu);
176
177         if (cpu_ops[cpu]->cpu_postboot)
178                 cpu_ops[cpu]->cpu_postboot();
179
180         /*
181          * Log the CPU info before it is marked online and might get read.
182          */
183         cpuinfo_store_cpu();
184
185         /*
186          * Enable GIC and timers.
187          */
188         notify_cpu_starting(cpu);
189
190         /*
191          * Log the CPU info before it is marked online and might get read.
192          */
193         cpuinfo_store_cpu();
194
195         /*
196          * OK, now it's safe to let the boot CPU continue.  Wait for
197          * the CPU migration code to notice that the CPU is online
198          * before we continue.
199          */
200         set_cpu_online(cpu, true);
201         complete(&cpu_running);
202
203         local_dbg_enable();
204         local_irq_enable();
205         local_fiq_enable();
206
207         /*
208          * OK, it's off to the idle thread for us
209          */
210         cpu_startup_entry(CPUHP_ONLINE);
211 }
212
213 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
214 static void platform_cpu_die(unsigned int cpu)
215 {
216         if (smp_ops.cpu_die)
217                 smp_ops.cpu_die(cpu);
218 }
219
220 static int platform_cpu_disable(unsigned int cpu)
221 {
222         if (smp_ops.cpu_disable)
223                 return smp_ops.cpu_disable(cpu);
224         return 0;
225 }
226
227 static int op_cpu_disable(unsigned int cpu)
228 {
229         /*
230          * We may need to abort a hot unplug for some other mechanism-specific
231          * reason.
232          */
233         if (cpu_ops[cpu]->cpu_disable)
234                 return cpu_ops[cpu]->cpu_disable(cpu);
235
236         return 0;
237 }
238
239 /*
240  * __cpu_disable runs on the processor to be shutdown.
241  */
242 int __cpu_disable(void)
243 {
244         unsigned int cpu = smp_processor_id();
245         int ret;
246
247         ret = platform_cpu_disable(cpu);
248         if (ret)
249                 return ret;
250
251         ret = op_cpu_disable(cpu);
252         if (ret)
253                 return ret;
254
255         /*
256          * Take this CPU offline.  Once we clear this, we can't return,
257          * and we must not schedule until we're ready to give up the cpu.
258          */
259         set_cpu_online(cpu, false);
260
261         /*
262          * OK - migrate IRQs away from this CPU
263          */
264         migrate_irqs();
265
266         /*
267          * Remove this CPU from the vm mask set of all processes.
268          */
269         clear_tasks_mm_cpumask(cpu);
270
271         return 0;
272 }
273
274 static int op_cpu_kill(unsigned int cpu)
275 {
276         /*
277          * If we have no means of synchronising with the dying CPU, then assume
278          * that it is really dead. We can only wait for an arbitrary length of
279          * time and hope that it's dead, so let's skip the wait and just hope.
280          */
281         if (!cpu_ops[cpu]->cpu_kill)
282                 return 1;
283
284         return cpu_ops[cpu]->cpu_kill(cpu);
285 }
286
287 static DECLARE_COMPLETION(cpu_died);
288
289 /*
290  * called on the thread which is asking for a CPU to be shutdown -
291  * waits until shutdown has completed, or it is timed out.
292  */
293 void __cpu_die(unsigned int cpu)
294 {
295         if (!wait_for_completion_timeout(&cpu_died, msecs_to_jiffies(5000))) {
296                 pr_crit("CPU%u: cpu didn't die\n", cpu);
297                 return;
298         }
299
300         pr_debug("CPU%u: shutdown\n", cpu);
301
302         /*
303          * Now that the dying CPU is beyond the point of no return w.r.t.
304          * in-kernel synchronisation, try to get the firwmare to help us to
305          * verify that it has really left the kernel before we consider
306          * clobbering anything it might still be using.
307          */
308         if (!op_cpu_kill(cpu))
309                 pr_warn("CPU%d may not have shut down cleanly\n", cpu);
310 }
311
312 /*
313  * Called from the idle thread for the CPU which has been shutdown.
314  *
315  * Note that we disable IRQs here, but do not re-enable them
316  * before returning to the caller. This is also the behaviour
317  * of the other hotplug-cpu capable cores, so presumably coming
318  * out of idle fixes this.
319  */
320 void __ref cpu_die(void)
321 {
322         unsigned int cpu = smp_processor_id();
323
324         idle_task_exit();
325
326         local_irq_disable();
327
328         /* Tell __cpu_die() that this CPU is now safe to dispose of */
329         complete(&cpu_died);
330
331         /*
332          * Actually shutdown the CPU. This must never fail. The specific hotplug
333          * mechanism must perform all required cache maintenance to ensure that
334          * no dirty lines are lost in the process of shutting down the CPU.
335          */
336         if (cpu_ops[cpu] && cpu_ops[cpu]->cpu_die)
337                 cpu_ops[cpu]->cpu_die(cpu);
338
339         /*
340          * actual CPU shutdown procedure is at least platform (if not
341          * CPU) specific.
342          */
343         platform_cpu_die(cpu);
344
345         /*
346          * Do not return to the idle loop - jump back to the secondary
347          * cpu initialisation.  There's some initialisation which needs
348          * to be repeated to undo the effects of taking the CPU offline.
349          * ps. x29 is the frame pointer.
350          */
351         __asm__("mov    sp, %0\n"
352         "       mov     x29, #0\n"
353         "       b       secondary_start_kernel"
354         :
355         : "r" (secondary_data.stack));
356 }
357 #endif
358
359 void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
360 {
361         pr_info("SMP: Total of %d processors activated.\n", num_online_cpus());
362         apply_alternatives();
363 }
364
365 void __init smp_prepare_boot_cpu(void)
366 {
367 }
368
369 static void (*smp_cross_call)(const struct cpumask *, unsigned int);
370
371 /*
372  * Enumerate the possible CPU set from the device tree and build the
373  * cpu logical map array containing MPIDR values related to logical
374  * cpus. Assumes that cpu_logical_map(0) has already been initialized.
375  */
376 void __init smp_init_cpus(void)
377 {
378         struct device_node *dn = NULL;
379         unsigned int i, cpu = 1;
380         u32 cpu_hwcap = 0;
381         bool bootcpu_valid = false;
382
383         while ((dn = of_find_node_by_type(dn, "cpu"))) {
384                 const u32 *cell;
385                 u64 hwid;
386                 u32 errata_hwcap;
387
388                 /*
389                  * A cpu node with missing "reg" property is
390                  * considered invalid to build a cpu_logical_map
391                  * entry.
392                  */
393                 cell = of_get_property(dn, "reg", NULL);
394                 if (!cell) {
395                         pr_err("%s: missing reg property\n", dn->full_name);
396                         goto next;
397                 }
398                 hwid = of_read_number(cell, of_n_addr_cells(dn));
399
400                 hwid &= MPIDR_HWID_BITMASK;
401
402                 /*
403                  * Check to see if the cpu is disabled.
404                  */
405                 if (!of_device_is_available(dn))
406                         goto next;
407
408                 /*
409                  * Duplicate MPIDRs are a recipe for disaster. Scan
410                  * all initialized entries and check for
411                  * duplicates. If any is found just ignore the cpu.
412                  * cpu_logical_map was initialized to INVALID_HWID to
413                  * avoid matching valid MPIDR values.
414                  */
415                 for (i = 1; (i < cpu) && (i < NR_CPUS); i++) {
416                         if (cpu_logical_map(i) == hwid) {
417                                 pr_err("%s: duplicate cpu reg properties in the DT\n",
418                                         dn->full_name);
419                                 goto next;
420                         }
421                 }
422
423                 /*
424                  * The numbering scheme requires that the boot CPU
425                  * must be assigned logical id 0. Record it so that
426                  * the logical map built from DT is validated and can
427                  * be used.
428                  */
429                 if (hwid == cpu_logical_map(0)) {
430                         if (bootcpu_valid) {
431                                 pr_err("%s: duplicate boot cpu reg property in DT\n",
432                                         dn->full_name);
433                                 goto next;
434                         }
435
436                         bootcpu_valid = true;
437
438                         /*
439                          * cpu_logical_map has already been
440                          * initialized and the boot cpu doesn't need
441                          * the enable-method so continue without
442                          * incrementing cpu.
443                          */
444                         continue;
445                 }
446
447                 if (!bootcpu_valid)
448                         continue;
449
450                 if (cpu >= NR_CPUS)
451                         goto next;
452
453                 if (cpu_read_ops(dn, cpu) != 0)
454                         goto next;
455
456                 if (!of_property_read_u32(dn, "errata_hwcaps", &errata_hwcap))
457                         cpu_hwcap |= errata_hwcap;
458
459                 if (cpu_ops[cpu]->cpu_init(dn, cpu))
460                         goto next;
461
462                 pr_debug("cpu logical map 0x%llx\n", hwid);
463                 cpu_logical_map(cpu) = hwid;
464 next:
465                 cpu++;
466         }
467
468         for (i = 0; cpu_hwcap && (i < ARM64_NCAPS); i++, cpu_hwcap >>= 1)
469                 cpus_set_cap(i);
470
471         WARN(cpu_hwcap, "errata_hwcap defined in DT is not supported by kernel");
472
473         /* sanity check */
474         if (cpu > NR_CPUS)
475                 pr_warning("no. of cores (%d) greater than configured maximum of %d - clipping\n",
476                            cpu, NR_CPUS);
477
478         if (!bootcpu_valid) {
479                 pr_err("DT missing boot CPU MPIDR, not enabling secondaries\n");
480                 return;
481         }
482
483         /*
484          * All the cpus that made it to the cpu_logical_map have been
485          * validated so set them as possible cpus.
486          */
487         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++)
488                 if (cpu_logical_map(i) != INVALID_HWID)
489                         set_cpu_possible(i, true);
490
491         if (smp_ops.smp_init_cpus)
492                 smp_ops.smp_init_cpus();
493 }
494
495 void __init smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
496 {
497         int err;
498         unsigned int cpu, ncores = num_possible_cpus();
499
500         /*
501          * are we trying to boot more cores than exist?
502          */
503         if (max_cpus > ncores)
504                 max_cpus = ncores;
505
506         /* Don't bother if we're effectively UP */
507         if (max_cpus <= 1)
508                 return;
509
510         /*
511          * Initialise the present map (which describes the set of CPUs
512          * actually populated at the present time) and release the
513          * secondaries from the bootloader.
514          *
515          * Make sure we online at most (max_cpus - 1) additional CPUs.
516          */
517         max_cpus--;
518         for_each_possible_cpu(cpu) {
519                 if (max_cpus == 0)
520                         break;
521
522                 if (cpu == smp_processor_id())
523                         continue;
524
525                 if (!cpu_ops[cpu])
526                         continue;
527
528                 err = cpu_ops[cpu]->cpu_prepare(cpu);
529                 if (err)
530                         continue;
531
532                 set_cpu_present(cpu, true);
533                 max_cpus--;
534         }
535
536         platform_smp_prepare_cpus(max_cpus);
537 }
538
539
540 void __init set_smp_cross_call(void (*fn)(const struct cpumask *, unsigned int))
541 {
542         smp_cross_call = fn;
543 }
544
545 void arch_send_call_function_ipi_mask(const struct cpumask *mask)
546 {
547         smp_cross_call(mask, IPI_CALL_FUNC);
548 }
549
550 void arch_send_call_function_single_ipi(int cpu)
551 {
552         smp_cross_call(cpumask_of(cpu), IPI_CALL_FUNC_SINGLE);
553 }
554
555 void arch_send_wakeup_ipi_mask(const struct cpumask *mask)
556 {
557         smp_cross_call(mask, IPI_WAKEUP);
558 }
559
560 static const char *ipi_types[NR_IPI] = {
561 #define S(x,s)  [x - IPI_RESCHEDULE] = s
562         S(IPI_RESCHEDULE, "Rescheduling interrupts"),
563         S(IPI_CALL_FUNC, "Function call interrupts"),
564         S(IPI_CALL_FUNC_SINGLE, "Single function call interrupts"),
565         S(IPI_CPU_STOP, "CPU stop interrupts"),
566         S(IPI_WAKEUP, "CPU wakeup interrupts"),
567         S(IPI_TIMER, "Timer broadcast interrupts"),
568 };
569
570 void show_ipi_list(struct seq_file *p, int prec)
571 {
572         unsigned int cpu, i;
573
574         for (i = 0; i < NR_IPI; i++) {
575                 seq_printf(p, "%*s%u:%s", prec - 1, "IPI", i + IPI_RESCHEDULE,
576                            prec >= 4 ? " " : "");
577                 for_each_online_cpu(cpu)
578                         seq_printf(p, "%10u ",
579                                    __get_irq_stat(cpu, ipi_irqs[i]));
580                 seq_printf(p, "      %s\n", ipi_types[i]);
581         }
582 }
583
584 u64 smp_irq_stat_cpu(unsigned int cpu)
585 {
586         u64 sum = 0;
587         int i;
588
589         for (i = 0; i < NR_IPI; i++)
590                 sum += __get_irq_stat(cpu, ipi_irqs[i]);
591
592         return sum;
593 }
594
595 static DEFINE_RAW_SPINLOCK(stop_lock);
596
597 /*
598  * ipi_cpu_stop - handle IPI from smp_send_stop()
599  */
600 static void ipi_cpu_stop(unsigned int cpu)
601 {
602         if (system_state == SYSTEM_BOOTING ||
603             system_state == SYSTEM_RUNNING) {
604                 raw_spin_lock(&stop_lock);
605                 pr_crit("CPU%u: stopping\n", cpu);
606                 dump_stack();
607                 raw_spin_unlock(&stop_lock);
608         }
609
610         set_cpu_online(cpu, false);
611
612         local_fiq_disable();
613         local_irq_disable();
614
615         while (1)
616                 cpu_relax();
617 }
618
619 /*
620  * Main handler for inter-processor interrupts
621  */
622 void handle_IPI(int ipinr, struct pt_regs *regs)
623 {
624         unsigned int cpu = smp_processor_id();
625         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
626
627         if (ipinr >= IPI_RESCHEDULE && ipinr < IPI_RESCHEDULE + NR_IPI)
628                 __inc_irq_stat(cpu, ipi_irqs[ipinr - IPI_RESCHEDULE]);
629
630         switch (ipinr) {
631         case IPI_RESCHEDULE:
632                 scheduler_ipi();
633                 break;
634
635         case IPI_CALL_FUNC:
636                 irq_enter();
637                 generic_smp_call_function_interrupt();
638                 irq_exit();
639                 break;
640
641         case IPI_CALL_FUNC_SINGLE:
642                 irq_enter();
643                 generic_smp_call_function_single_interrupt();
644                 irq_exit();
645                 break;
646
647         case IPI_CPU_STOP:
648                 irq_enter();
649                 ipi_cpu_stop(cpu);
650                 irq_exit();
651                 break;
652
653         case IPI_WAKEUP:
654                 break;
655
656 #ifdef CONFIG_GENERIC_CLOCKEVENTS_BROADCAST
657         case IPI_TIMER:
658                 irq_enter();
659                 tick_receive_broadcast();
660                 irq_exit();
661                 break;
662 #endif
663
664         default:
665                 pr_crit("CPU%u: Unknown IPI message 0x%x\n", cpu, ipinr);
666                 break;
667         }
668         set_irq_regs(old_regs);
669 }
670
671 void smp_send_reschedule(int cpu)
672 {
673         smp_cross_call(cpumask_of(cpu), IPI_RESCHEDULE);
674 }
675
676 #ifdef CONFIG_GENERIC_CLOCKEVENTS_BROADCAST
677 void tick_broadcast(const struct cpumask *mask)
678 {
679         smp_cross_call(mask, IPI_TIMER);
680 }
681 #endif
682
683 void smp_send_stop(void)
684 {
685         unsigned long timeout;
686
687         if (num_online_cpus() > 1) {
688                 cpumask_t mask;
689
690                 cpumask_copy(&mask, cpu_online_mask);
691                 cpu_clear(smp_processor_id(), mask);
692
693                 smp_cross_call(&mask, IPI_CPU_STOP);
694         }
695
696         /* Wait up to one second for other CPUs to stop */
697         timeout = USEC_PER_SEC;
698         while (num_online_cpus() > 1 && timeout--)
699                 udelay(1);
700
701         if (num_online_cpus() > 1)
702                 pr_warning("SMP: failed to stop secondary CPUs\n");
703 }
704
705 /*
706  * not supported here
707  */
708 int setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
709 {
710         return -EINVAL;
711 }