Merge tag 'kvm-ppc-next-4.18-2' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[sfrench/cifs-2.6.git] / arch / arm / kernel / smp.c
1 /*
2  *  linux/arch/arm/kernel/smp.c
3  *
4  *  Copyright (C) 2002 ARM Limited, All Rights Reserved.
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
7  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
8  * published by the Free Software Foundation.
9  */
10 #include <linux/module.h>
11 #include <linux/delay.h>
12 #include <linux/init.h>
13 #include <linux/spinlock.h>
14 #include <linux/sched/mm.h>
15 #include <linux/sched/hotplug.h>
16 #include <linux/sched/task_stack.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/cache.h>
19 #include <linux/profile.h>
20 #include <linux/errno.h>
21 #include <linux/mm.h>
22 #include <linux/err.h>
23 #include <linux/cpu.h>
24 #include <linux/seq_file.h>
25 #include <linux/irq.h>
26 #include <linux/nmi.h>
27 #include <linux/percpu.h>
28 #include <linux/clockchips.h>
29 #include <linux/completion.h>
30 #include <linux/cpufreq.h>
31 #include <linux/irq_work.h>
32
33 #include <linux/atomic.h>
34 #include <asm/bugs.h>
35 #include <asm/smp.h>
36 #include <asm/cacheflush.h>
37 #include <asm/cpu.h>
38 #include <asm/cputype.h>
39 #include <asm/exception.h>
40 #include <asm/idmap.h>
41 #include <asm/topology.h>
42 #include <asm/mmu_context.h>
43 #include <asm/pgtable.h>
44 #include <asm/pgalloc.h>
45 #include <asm/processor.h>
46 #include <asm/sections.h>
47 #include <asm/tlbflush.h>
48 #include <asm/ptrace.h>
49 #include <asm/smp_plat.h>
50 #include <asm/virt.h>
51 #include <asm/mach/arch.h>
52 #include <asm/mpu.h>
53
54 #define CREATE_TRACE_POINTS
55 #include <trace/events/ipi.h>
56
57 /*
58  * as from 2.5, kernels no longer have an init_tasks structure
59  * so we need some other way of telling a new secondary core
60  * where to place its SVC stack
61  */
62 struct secondary_data secondary_data;
63
64 /*
65  * control for which core is the next to come out of the secondary
66  * boot "holding pen"
67  */
68 volatile int pen_release = -1;
69
70 enum ipi_msg_type {
71         IPI_WAKEUP,
72         IPI_TIMER,
73         IPI_RESCHEDULE,
74         IPI_CALL_FUNC,
75         IPI_CPU_STOP,
76         IPI_IRQ_WORK,
77         IPI_COMPLETION,
78         IPI_CPU_BACKTRACE,
79         /*
80          * SGI8-15 can be reserved by secure firmware, and thus may
81          * not be usable by the kernel. Please keep the above limited
82          * to at most 8 entries.
83          */
84 };
85
86 static DECLARE_COMPLETION(cpu_running);
87
88 static struct smp_operations smp_ops __ro_after_init;
89
90 void __init smp_set_ops(const struct smp_operations *ops)
91 {
92         if (ops)
93                 smp_ops = *ops;
94 };
95
96 static unsigned long get_arch_pgd(pgd_t *pgd)
97 {
98 #ifdef CONFIG_ARM_LPAE
99         return __phys_to_pfn(virt_to_phys(pgd));
100 #else
101         return virt_to_phys(pgd);
102 #endif
103 }
104
105 int __cpu_up(unsigned int cpu, struct task_struct *idle)
106 {
107         int ret;
108
109         if (!smp_ops.smp_boot_secondary)
110                 return -ENOSYS;
111
112         /*
113          * We need to tell the secondary core where to find
114          * its stack and the page tables.
115          */
116         secondary_data.stack = task_stack_page(idle) + THREAD_START_SP;
117 #ifdef CONFIG_ARM_MPU
118         secondary_data.mpu_rgn_info = &mpu_rgn_info;
119 #endif
120
121 #ifdef CONFIG_MMU
122         secondary_data.pgdir = virt_to_phys(idmap_pgd);
123         secondary_data.swapper_pg_dir = get_arch_pgd(swapper_pg_dir);
124 #endif
125         sync_cache_w(&secondary_data);
126
127         /*
128          * Now bring the CPU into our world.
129          */
130         ret = smp_ops.smp_boot_secondary(cpu, idle);
131         if (ret == 0) {
132                 /*
133                  * CPU was successfully started, wait for it
134                  * to come online or time out.
135                  */
136                 wait_for_completion_timeout(&cpu_running,
137                                                  msecs_to_jiffies(1000));
138
139                 if (!cpu_online(cpu)) {
140                         pr_crit("CPU%u: failed to come online\n", cpu);
141                         ret = -EIO;
142                 }
143         } else {
144                 pr_err("CPU%u: failed to boot: %d\n", cpu, ret);
145         }
146
147
148         memset(&secondary_data, 0, sizeof(secondary_data));
149         return ret;
150 }
151
152 /* platform specific SMP operations */
153 void __init smp_init_cpus(void)
154 {
155         if (smp_ops.smp_init_cpus)
156                 smp_ops.smp_init_cpus();
157 }
158
159 int platform_can_secondary_boot(void)
160 {
161         return !!smp_ops.smp_boot_secondary;
162 }
163
164 int platform_can_cpu_hotplug(void)
165 {
166 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
167         if (smp_ops.cpu_kill)
168                 return 1;
169 #endif
170
171         return 0;
172 }
173
174 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
175 static int platform_cpu_kill(unsigned int cpu)
176 {
177         if (smp_ops.cpu_kill)
178                 return smp_ops.cpu_kill(cpu);
179         return 1;
180 }
181
182 static int platform_cpu_disable(unsigned int cpu)
183 {
184         if (smp_ops.cpu_disable)
185                 return smp_ops.cpu_disable(cpu);
186
187         return 0;
188 }
189
190 int platform_can_hotplug_cpu(unsigned int cpu)
191 {
192         /* cpu_die must be specified to support hotplug */
193         if (!smp_ops.cpu_die)
194                 return 0;
195
196         if (smp_ops.cpu_can_disable)
197                 return smp_ops.cpu_can_disable(cpu);
198
199         /*
200          * By default, allow disabling all CPUs except the first one,
201          * since this is special on a lot of platforms, e.g. because
202          * of clock tick interrupts.
203          */
204         return cpu != 0;
205 }
206
207 /*
208  * __cpu_disable runs on the processor to be shutdown.
209  */
210 int __cpu_disable(void)
211 {
212         unsigned int cpu = smp_processor_id();
213         int ret;
214
215         ret = platform_cpu_disable(cpu);
216         if (ret)
217                 return ret;
218
219         /*
220          * Take this CPU offline.  Once we clear this, we can't return,
221          * and we must not schedule until we're ready to give up the cpu.
222          */
223         set_cpu_online(cpu, false);
224
225         /*
226          * OK - migrate IRQs away from this CPU
227          */
228         migrate_irqs();
229
230         /*
231          * Flush user cache and TLB mappings, and then remove this CPU
232          * from the vm mask set of all processes.
233          *
234          * Caches are flushed to the Level of Unification Inner Shareable
235          * to write-back dirty lines to unified caches shared by all CPUs.
236          */
237         flush_cache_louis();
238         local_flush_tlb_all();
239
240         return 0;
241 }
242
243 static DECLARE_COMPLETION(cpu_died);
244
245 /*
246  * called on the thread which is asking for a CPU to be shutdown -
247  * waits until shutdown has completed, or it is timed out.
248  */
249 void __cpu_die(unsigned int cpu)
250 {
251         if (!wait_for_completion_timeout(&cpu_died, msecs_to_jiffies(5000))) {
252                 pr_err("CPU%u: cpu didn't die\n", cpu);
253                 return;
254         }
255         pr_debug("CPU%u: shutdown\n", cpu);
256
257         clear_tasks_mm_cpumask(cpu);
258         /*
259          * platform_cpu_kill() is generally expected to do the powering off
260          * and/or cutting of clocks to the dying CPU.  Optionally, this may
261          * be done by the CPU which is dying in preference to supporting
262          * this call, but that means there is _no_ synchronisation between
263          * the requesting CPU and the dying CPU actually losing power.
264          */
265         if (!platform_cpu_kill(cpu))
266                 pr_err("CPU%u: unable to kill\n", cpu);
267 }
268
269 /*
270  * Called from the idle thread for the CPU which has been shutdown.
271  *
272  * Note that we disable IRQs here, but do not re-enable them
273  * before returning to the caller. This is also the behaviour
274  * of the other hotplug-cpu capable cores, so presumably coming
275  * out of idle fixes this.
276  */
277 void arch_cpu_idle_dead(void)
278 {
279         unsigned int cpu = smp_processor_id();
280
281         idle_task_exit();
282
283         local_irq_disable();
284
285         /*
286          * Flush the data out of the L1 cache for this CPU.  This must be
287          * before the completion to ensure that data is safely written out
288          * before platform_cpu_kill() gets called - which may disable
289          * *this* CPU and power down its cache.
290          */
291         flush_cache_louis();
292
293         /*
294          * Tell __cpu_die() that this CPU is now safe to dispose of.  Once
295          * this returns, power and/or clocks can be removed at any point
296          * from this CPU and its cache by platform_cpu_kill().
297          */
298         complete(&cpu_died);
299
300         /*
301          * Ensure that the cache lines associated with that completion are
302          * written out.  This covers the case where _this_ CPU is doing the
303          * powering down, to ensure that the completion is visible to the
304          * CPU waiting for this one.
305          */
306         flush_cache_louis();
307
308         /*
309          * The actual CPU shutdown procedure is at least platform (if not
310          * CPU) specific.  This may remove power, or it may simply spin.
311          *
312          * Platforms are generally expected *NOT* to return from this call,
313          * although there are some which do because they have no way to
314          * power down the CPU.  These platforms are the _only_ reason we
315          * have a return path which uses the fragment of assembly below.
316          *
317          * The return path should not be used for platforms which can
318          * power off the CPU.
319          */
320         if (smp_ops.cpu_die)
321                 smp_ops.cpu_die(cpu);
322
323         pr_warn("CPU%u: smp_ops.cpu_die() returned, trying to resuscitate\n",
324                 cpu);
325
326         /*
327          * Do not return to the idle loop - jump back to the secondary
328          * cpu initialisation.  There's some initialisation which needs
329          * to be repeated to undo the effects of taking the CPU offline.
330          */
331         __asm__("mov    sp, %0\n"
332         "       mov     fp, #0\n"
333         "       b       secondary_start_kernel"
334                 :
335                 : "r" (task_stack_page(current) + THREAD_SIZE - 8));
336 }
337 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
338
339 /*
340  * Called by both boot and secondaries to move global data into
341  * per-processor storage.
342  */
343 static void smp_store_cpu_info(unsigned int cpuid)
344 {
345         struct cpuinfo_arm *cpu_info = &per_cpu(cpu_data, cpuid);
346
347         cpu_info->loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
348         cpu_info->cpuid = read_cpuid_id();
349
350         store_cpu_topology(cpuid);
351 }
352
353 /*
354  * This is the secondary CPU boot entry.  We're using this CPUs
355  * idle thread stack, but a set of temporary page tables.
356  */
357 asmlinkage void secondary_start_kernel(void)
358 {
359         struct mm_struct *mm = &init_mm;
360         unsigned int cpu;
361
362         /*
363          * The identity mapping is uncached (strongly ordered), so
364          * switch away from it before attempting any exclusive accesses.
365          */
366         cpu_switch_mm(mm->pgd, mm);
367         local_flush_bp_all();
368         enter_lazy_tlb(mm, current);
369         local_flush_tlb_all();
370
371         /*
372          * All kernel threads share the same mm context; grab a
373          * reference and switch to it.
374          */
375         cpu = smp_processor_id();
376         mmgrab(mm);
377         current->active_mm = mm;
378         cpumask_set_cpu(cpu, mm_cpumask(mm));
379
380         cpu_init();
381
382 #ifndef CONFIG_MMU
383         setup_vectors_base();
384 #endif
385         pr_debug("CPU%u: Booted secondary processor\n", cpu);
386
387         preempt_disable();
388         trace_hardirqs_off();
389
390         /*
391          * Give the platform a chance to do its own initialisation.
392          */
393         if (smp_ops.smp_secondary_init)
394                 smp_ops.smp_secondary_init(cpu);
395
396         notify_cpu_starting(cpu);
397
398         calibrate_delay();
399
400         smp_store_cpu_info(cpu);
401
402         /*
403          * OK, now it's safe to let the boot CPU continue.  Wait for
404          * the CPU migration code to notice that the CPU is online
405          * before we continue - which happens after __cpu_up returns.
406          */
407         set_cpu_online(cpu, true);
408
409         check_other_bugs();
410
411         complete(&cpu_running);
412
413         local_irq_enable();
414         local_fiq_enable();
415         local_abt_enable();
416
417         /*
418          * OK, it's off to the idle thread for us
419          */
420         cpu_startup_entry(CPUHP_AP_ONLINE_IDLE);
421 }
422
423 void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
424 {
425         int cpu;
426         unsigned long bogosum = 0;
427
428         for_each_online_cpu(cpu)
429                 bogosum += per_cpu(cpu_data, cpu).loops_per_jiffy;
430
431         printk(KERN_INFO "SMP: Total of %d processors activated "
432                "(%lu.%02lu BogoMIPS).\n",
433                num_online_cpus(),
434                bogosum / (500000/HZ),
435                (bogosum / (5000/HZ)) % 100);
436
437         hyp_mode_check();
438 }
439
440 void __init smp_prepare_boot_cpu(void)
441 {
442         set_my_cpu_offset(per_cpu_offset(smp_processor_id()));
443 }
444
445 void __init smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
446 {
447         unsigned int ncores = num_possible_cpus();
448
449         init_cpu_topology();
450
451         smp_store_cpu_info(smp_processor_id());
452
453         /*
454          * are we trying to boot more cores than exist?
455          */
456         if (max_cpus > ncores)
457                 max_cpus = ncores;
458         if (ncores > 1 && max_cpus) {
459                 /*
460                  * Initialise the present map, which describes the set of CPUs
461                  * actually populated at the present time. A platform should
462                  * re-initialize the map in the platforms smp_prepare_cpus()
463                  * if present != possible (e.g. physical hotplug).
464                  */
465                 init_cpu_present(cpu_possible_mask);
466
467                 /*
468                  * Initialise the SCU if there are more than one CPU
469                  * and let them know where to start.
470                  */
471                 if (smp_ops.smp_prepare_cpus)
472                         smp_ops.smp_prepare_cpus(max_cpus);
473         }
474 }
475
476 static void (*__smp_cross_call)(const struct cpumask *, unsigned int);
477
478 void __init set_smp_cross_call(void (*fn)(const struct cpumask *, unsigned int))
479 {
480         if (!__smp_cross_call)
481                 __smp_cross_call = fn;
482 }
483
484 static const char *ipi_types[NR_IPI] __tracepoint_string = {
485 #define S(x,s)  [x] = s
486         S(IPI_WAKEUP, "CPU wakeup interrupts"),
487         S(IPI_TIMER, "Timer broadcast interrupts"),
488         S(IPI_RESCHEDULE, "Rescheduling interrupts"),
489         S(IPI_CALL_FUNC, "Function call interrupts"),
490         S(IPI_CPU_STOP, "CPU stop interrupts"),
491         S(IPI_IRQ_WORK, "IRQ work interrupts"),
492         S(IPI_COMPLETION, "completion interrupts"),
493 };
494
495 static void smp_cross_call(const struct cpumask *target, unsigned int ipinr)
496 {
497         trace_ipi_raise_rcuidle(target, ipi_types[ipinr]);
498         __smp_cross_call(target, ipinr);
499 }
500
501 void show_ipi_list(struct seq_file *p, int prec)
502 {
503         unsigned int cpu, i;
504
505         for (i = 0; i < NR_IPI; i++) {
506                 seq_printf(p, "%*s%u: ", prec - 1, "IPI", i);
507
508                 for_each_online_cpu(cpu)
509                         seq_printf(p, "%10u ",
510                                    __get_irq_stat(cpu, ipi_irqs[i]));
511
512                 seq_printf(p, " %s\n", ipi_types[i]);
513         }
514 }
515
516 u64 smp_irq_stat_cpu(unsigned int cpu)
517 {
518         u64 sum = 0;
519         int i;
520
521         for (i = 0; i < NR_IPI; i++)
522                 sum += __get_irq_stat(cpu, ipi_irqs[i]);
523
524         return sum;
525 }
526
527 void arch_send_call_function_ipi_mask(const struct cpumask *mask)
528 {
529         smp_cross_call(mask, IPI_CALL_FUNC);
530 }
531
532 void arch_send_wakeup_ipi_mask(const struct cpumask *mask)
533 {
534         smp_cross_call(mask, IPI_WAKEUP);
535 }
536
537 void arch_send_call_function_single_ipi(int cpu)
538 {
539         smp_cross_call(cpumask_of(cpu), IPI_CALL_FUNC);
540 }
541
542 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
543 void arch_irq_work_raise(void)
544 {
545         if (arch_irq_work_has_interrupt())
546                 smp_cross_call(cpumask_of(smp_processor_id()), IPI_IRQ_WORK);
547 }
548 #endif
549
550 #ifdef CONFIG_GENERIC_CLOCKEVENTS_BROADCAST
551 void tick_broadcast(const struct cpumask *mask)
552 {
553         smp_cross_call(mask, IPI_TIMER);
554 }
555 #endif
556
557 static DEFINE_RAW_SPINLOCK(stop_lock);
558
559 /*
560  * ipi_cpu_stop - handle IPI from smp_send_stop()
561  */
562 static void ipi_cpu_stop(unsigned int cpu)
563 {
564         if (system_state <= SYSTEM_RUNNING) {
565                 raw_spin_lock(&stop_lock);
566                 pr_crit("CPU%u: stopping\n", cpu);
567                 dump_stack();
568                 raw_spin_unlock(&stop_lock);
569         }
570
571         set_cpu_online(cpu, false);
572
573         local_fiq_disable();
574         local_irq_disable();
575
576         while (1)
577                 cpu_relax();
578 }
579
580 static DEFINE_PER_CPU(struct completion *, cpu_completion);
581
582 int register_ipi_completion(struct completion *completion, int cpu)
583 {
584         per_cpu(cpu_completion, cpu) = completion;
585         return IPI_COMPLETION;
586 }
587
588 static void ipi_complete(unsigned int cpu)
589 {
590         complete(per_cpu(cpu_completion, cpu));
591 }
592
593 /*
594  * Main handler for inter-processor interrupts
595  */
596 asmlinkage void __exception_irq_entry do_IPI(int ipinr, struct pt_regs *regs)
597 {
598         handle_IPI(ipinr, regs);
599 }
600
601 void handle_IPI(int ipinr, struct pt_regs *regs)
602 {
603         unsigned int cpu = smp_processor_id();
604         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
605
606         if ((unsigned)ipinr < NR_IPI) {
607                 trace_ipi_entry_rcuidle(ipi_types[ipinr]);
608                 __inc_irq_stat(cpu, ipi_irqs[ipinr]);
609         }
610
611         switch (ipinr) {
612         case IPI_WAKEUP:
613                 break;
614
615 #ifdef CONFIG_GENERIC_CLOCKEVENTS_BROADCAST
616         case IPI_TIMER:
617                 irq_enter();
618                 tick_receive_broadcast();
619                 irq_exit();
620                 break;
621 #endif
622
623         case IPI_RESCHEDULE:
624                 scheduler_ipi();
625                 break;
626
627         case IPI_CALL_FUNC:
628                 irq_enter();
629                 generic_smp_call_function_interrupt();
630                 irq_exit();
631                 break;
632
633         case IPI_CPU_STOP:
634                 irq_enter();
635                 ipi_cpu_stop(cpu);
636                 irq_exit();
637                 break;
638
639 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
640         case IPI_IRQ_WORK:
641                 irq_enter();
642                 irq_work_run();
643                 irq_exit();
644                 break;
645 #endif
646
647         case IPI_COMPLETION:
648                 irq_enter();
649                 ipi_complete(cpu);
650                 irq_exit();
651                 break;
652
653         case IPI_CPU_BACKTRACE:
654                 printk_nmi_enter();
655                 irq_enter();
656                 nmi_cpu_backtrace(regs);
657                 irq_exit();
658                 printk_nmi_exit();
659                 break;
660
661         default:
662                 pr_crit("CPU%u: Unknown IPI message 0x%x\n",
663                         cpu, ipinr);
664                 break;
665         }
666
667         if ((unsigned)ipinr < NR_IPI)
668                 trace_ipi_exit_rcuidle(ipi_types[ipinr]);
669         set_irq_regs(old_regs);
670 }
671
672 void smp_send_reschedule(int cpu)
673 {
674         smp_cross_call(cpumask_of(cpu), IPI_RESCHEDULE);
675 }
676
677 void smp_send_stop(void)
678 {
679         unsigned long timeout;
680         struct cpumask mask;
681
682         cpumask_copy(&mask, cpu_online_mask);
683         cpumask_clear_cpu(smp_processor_id(), &mask);
684         if (!cpumask_empty(&mask))
685                 smp_cross_call(&mask, IPI_CPU_STOP);
686
687         /* Wait up to one second for other CPUs to stop */
688         timeout = USEC_PER_SEC;
689         while (num_online_cpus() > 1 && timeout--)
690                 udelay(1);
691
692         if (num_online_cpus() > 1)
693                 pr_warn("SMP: failed to stop secondary CPUs\n");
694 }
695
696 /*
697  * not supported here
698  */
699 int setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
700 {
701         return -EINVAL;
702 }
703
704 #ifdef CONFIG_CPU_FREQ
705
706 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, l_p_j_ref);
707 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, l_p_j_ref_freq);
708 static unsigned long global_l_p_j_ref;
709 static unsigned long global_l_p_j_ref_freq;
710
711 static int cpufreq_callback(struct notifier_block *nb,
712                                         unsigned long val, void *data)
713 {
714         struct cpufreq_freqs *freq = data;
715         int cpu = freq->cpu;
716
717         if (freq->flags & CPUFREQ_CONST_LOOPS)
718                 return NOTIFY_OK;
719
720         if (!per_cpu(l_p_j_ref, cpu)) {
721                 per_cpu(l_p_j_ref, cpu) =
722                         per_cpu(cpu_data, cpu).loops_per_jiffy;
723                 per_cpu(l_p_j_ref_freq, cpu) = freq->old;
724                 if (!global_l_p_j_ref) {
725                         global_l_p_j_ref = loops_per_jiffy;
726                         global_l_p_j_ref_freq = freq->old;
727                 }
728         }
729
730         if ((val == CPUFREQ_PRECHANGE  && freq->old < freq->new) ||
731             (val == CPUFREQ_POSTCHANGE && freq->old > freq->new)) {
732                 loops_per_jiffy = cpufreq_scale(global_l_p_j_ref,
733                                                 global_l_p_j_ref_freq,
734                                                 freq->new);
735                 per_cpu(cpu_data, cpu).loops_per_jiffy =
736                         cpufreq_scale(per_cpu(l_p_j_ref, cpu),
737                                         per_cpu(l_p_j_ref_freq, cpu),
738                                         freq->new);
739         }
740         return NOTIFY_OK;
741 }
742
743 static struct notifier_block cpufreq_notifier = {
744         .notifier_call  = cpufreq_callback,
745 };
746
747 static int __init register_cpufreq_notifier(void)
748 {
749         return cpufreq_register_notifier(&cpufreq_notifier,
750                                                 CPUFREQ_TRANSITION_NOTIFIER);
751 }
752 core_initcall(register_cpufreq_notifier);
753
754 #endif
755
756 static void raise_nmi(cpumask_t *mask)
757 {
758         smp_cross_call(mask, IPI_CPU_BACKTRACE);
759 }
760
761 void arch_trigger_cpumask_backtrace(const cpumask_t *mask, bool exclude_self)
762 {
763         nmi_trigger_cpumask_backtrace(mask, exclude_self, raise_nmi);
764 }