arm64: psci: remove ACPI coupling
[cascardo/linux.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/acpi.h>
21 #include <linux/delay.h>
22 #include <linux/init.h>
23 #include <linux/spinlock.h>
24 #include <linux/sched.h>
25 #include <linux/interrupt.h>
26 #include <linux/cache.h>
27 #include <linux/profile.h>
28 #include <linux/errno.h>
29 #include <linux/mm.h>
30 #include <linux/err.h>
31 #include <linux/cpu.h>
32 #include <linux/smp.h>
33 #include <linux/seq_file.h>
34 #include <linux/irq.h>
35 #include <linux/percpu.h>
36 #include <linux/clockchips.h>
37 #include <linux/completion.h>
38 #include <linux/of.h>
39 #include <linux/irq_work.h>
40
41 #include <asm/alternative.h>
42 #include <asm/atomic.h>
43 #include <asm/cacheflush.h>
44 #include <asm/cpu.h>
45 #include <asm/cputype.h>
46 #include <asm/cpu_ops.h>
47 #include <asm/mmu_context.h>
48 #include <asm/pgtable.h>
49 #include <asm/pgalloc.h>
50 #include <asm/processor.h>
51 #include <asm/smp_plat.h>
52 #include <asm/sections.h>
53 #include <asm/tlbflush.h>
54 #include <asm/ptrace.h>
55
56 #define CREATE_TRACE_POINTS
57 #include <trace/events/ipi.h>
58
59 /*
60  * as from 2.5, kernels no longer have an init_tasks structure
61  * so we need some other way of telling a new secondary core
62  * where to place its SVC stack
63  */
64 struct secondary_data secondary_data;
65
66 enum ipi_msg_type {
67         IPI_RESCHEDULE,
68         IPI_CALL_FUNC,
69         IPI_CPU_STOP,
70         IPI_TIMER,
71         IPI_IRQ_WORK,
72 };
73
74 /*
75  * Boot a secondary CPU, and assign it the specified idle task.
76  * This also gives us the initial stack to use for this CPU.
77  */
78 static int boot_secondary(unsigned int cpu, struct task_struct *idle)
79 {
80         if (cpu_ops[cpu]->cpu_boot)
81                 return cpu_ops[cpu]->cpu_boot(cpu);
82
83         return -EOPNOTSUPP;
84 }
85
86 static DECLARE_COMPLETION(cpu_running);
87
88 int __cpu_up(unsigned int cpu, struct task_struct *idle)
89 {
90         int ret;
91
92         /*
93          * We need to tell the secondary core where to find its stack and the
94          * page tables.
95          */
96         secondary_data.stack = task_stack_page(idle) + THREAD_START_SP;
97         __flush_dcache_area(&secondary_data, sizeof(secondary_data));
98
99         /*
100          * Now bring the CPU into our world.
101          */
102         ret = boot_secondary(cpu, idle);
103         if (ret == 0) {
104                 /*
105                  * CPU was successfully started, wait for it to come online or
106                  * time out.
107                  */
108                 wait_for_completion_timeout(&cpu_running,
109                                             msecs_to_jiffies(1000));
110
111                 if (!cpu_online(cpu)) {
112                         pr_crit("CPU%u: failed to come online\n", cpu);
113                         ret = -EIO;
114                 }
115         } else {
116                 pr_err("CPU%u: failed to boot: %d\n", cpu, ret);
117         }
118
119         secondary_data.stack = NULL;
120
121         return ret;
122 }
123
124 static void smp_store_cpu_info(unsigned int cpuid)
125 {
126         store_cpu_topology(cpuid);
127 }
128
129 /*
130  * This is the secondary CPU boot entry.  We're using this CPUs
131  * idle thread stack, but a set of temporary page tables.
132  */
133 asmlinkage void secondary_start_kernel(void)
134 {
135         struct mm_struct *mm = &init_mm;
136         unsigned int cpu = smp_processor_id();
137
138         /*
139          * All kernel threads share the same mm context; grab a
140          * reference and switch to it.
141          */
142         atomic_inc(&mm->mm_count);
143         current->active_mm = mm;
144         cpumask_set_cpu(cpu, mm_cpumask(mm));
145
146         set_my_cpu_offset(per_cpu_offset(smp_processor_id()));
147         printk("CPU%u: Booted secondary processor\n", cpu);
148
149         /*
150          * TTBR0 is only used for the identity mapping at this stage. Make it
151          * point to zero page to avoid speculatively fetching new entries.
152          */
153         cpu_set_reserved_ttbr0();
154         flush_tlb_all();
155         cpu_set_default_tcr_t0sz();
156
157         preempt_disable();
158         trace_hardirqs_off();
159
160         if (cpu_ops[cpu]->cpu_postboot)
161                 cpu_ops[cpu]->cpu_postboot();
162
163         /*
164          * Log the CPU info before it is marked online and might get read.
165          */
166         cpuinfo_store_cpu();
167
168         /*
169          * Enable GIC and timers.
170          */
171         notify_cpu_starting(cpu);
172
173         smp_store_cpu_info(cpu);
174
175         /*
176          * OK, now it's safe to let the boot CPU continue.  Wait for
177          * the CPU migration code to notice that the CPU is online
178          * before we continue.
179          */
180         set_cpu_online(cpu, true);
181         complete(&cpu_running);
182
183         local_dbg_enable();
184         local_irq_enable();
185         local_async_enable();
186
187         /*
188          * OK, it's off to the idle thread for us
189          */
190         cpu_startup_entry(CPUHP_ONLINE);
191 }
192
193 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
194 static int op_cpu_disable(unsigned int cpu)
195 {
196         /*
197          * If we don't have a cpu_die method, abort before we reach the point
198          * of no return. CPU0 may not have an cpu_ops, so test for it.
199          */
200         if (!cpu_ops[cpu] || !cpu_ops[cpu]->cpu_die)
201                 return -EOPNOTSUPP;
202
203         /*
204          * We may need to abort a hot unplug for some other mechanism-specific
205          * reason.
206          */
207         if (cpu_ops[cpu]->cpu_disable)
208                 return cpu_ops[cpu]->cpu_disable(cpu);
209
210         return 0;
211 }
212
213 /*
214  * __cpu_disable runs on the processor to be shutdown.
215  */
216 int __cpu_disable(void)
217 {
218         unsigned int cpu = smp_processor_id();
219         int ret;
220
221         ret = op_cpu_disable(cpu);
222         if (ret)
223                 return ret;
224
225         /*
226          * Take this CPU offline.  Once we clear this, we can't return,
227          * and we must not schedule until we're ready to give up the cpu.
228          */
229         set_cpu_online(cpu, false);
230
231         /*
232          * OK - migrate IRQs away from this CPU
233          */
234         migrate_irqs();
235
236         /*
237          * Remove this CPU from the vm mask set of all processes.
238          */
239         clear_tasks_mm_cpumask(cpu);
240
241         return 0;
242 }
243
244 static int op_cpu_kill(unsigned int cpu)
245 {
246         /*
247          * If we have no means of synchronising with the dying CPU, then assume
248          * that it is really dead. We can only wait for an arbitrary length of
249          * time and hope that it's dead, so let's skip the wait and just hope.
250          */
251         if (!cpu_ops[cpu]->cpu_kill)
252                 return 0;
253
254         return cpu_ops[cpu]->cpu_kill(cpu);
255 }
256
257 static DECLARE_COMPLETION(cpu_died);
258
259 /*
260  * called on the thread which is asking for a CPU to be shutdown -
261  * waits until shutdown has completed, or it is timed out.
262  */
263 void __cpu_die(unsigned int cpu)
264 {
265         int err;
266
267         if (!wait_for_completion_timeout(&cpu_died, msecs_to_jiffies(5000))) {
268                 pr_crit("CPU%u: cpu didn't die\n", cpu);
269                 return;
270         }
271         pr_notice("CPU%u: shutdown\n", cpu);
272
273         /*
274          * Now that the dying CPU is beyond the point of no return w.r.t.
275          * in-kernel synchronisation, try to get the firwmare to help us to
276          * verify that it has really left the kernel before we consider
277          * clobbering anything it might still be using.
278          */
279         err = op_cpu_kill(cpu);
280         if (err)
281                 pr_warn("CPU%d may not have shut down cleanly: %d\n",
282                         cpu, err);
283 }
284
285 /*
286  * Called from the idle thread for the CPU which has been shutdown.
287  *
288  * Note that we disable IRQs here, but do not re-enable them
289  * before returning to the caller. This is also the behaviour
290  * of the other hotplug-cpu capable cores, so presumably coming
291  * out of idle fixes this.
292  */
293 void cpu_die(void)
294 {
295         unsigned int cpu = smp_processor_id();
296
297         idle_task_exit();
298
299         local_irq_disable();
300
301         /* Tell __cpu_die() that this CPU is now safe to dispose of */
302         complete(&cpu_died);
303
304         /*
305          * Actually shutdown the CPU. This must never fail. The specific hotplug
306          * mechanism must perform all required cache maintenance to ensure that
307          * no dirty lines are lost in the process of shutting down the CPU.
308          */
309         cpu_ops[cpu]->cpu_die(cpu);
310
311         BUG();
312 }
313 #endif
314
315 void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
316 {
317         pr_info("SMP: Total of %d processors activated.\n", num_online_cpus());
318         do_post_cpus_up_work();
319 }
320
321 void __init smp_prepare_boot_cpu(void)
322 {
323         set_my_cpu_offset(per_cpu_offset(smp_processor_id()));
324 }
325
326 static u64 __init of_get_cpu_mpidr(struct device_node *dn)
327 {
328         const __be32 *cell;
329         u64 hwid;
330
331         /*
332          * A cpu node with missing "reg" property is
333          * considered invalid to build a cpu_logical_map
334          * entry.
335          */
336         cell = of_get_property(dn, "reg", NULL);
337         if (!cell) {
338                 pr_err("%s: missing reg property\n", dn->full_name);
339                 return INVALID_HWID;
340         }
341
342         hwid = of_read_number(cell, of_n_addr_cells(dn));
343         /*
344          * Non affinity bits must be set to 0 in the DT
345          */
346         if (hwid & ~MPIDR_HWID_BITMASK) {
347                 pr_err("%s: invalid reg property\n", dn->full_name);
348                 return INVALID_HWID;
349         }
350         return hwid;
351 }
352
353 /*
354  * Duplicate MPIDRs are a recipe for disaster. Scan all initialized
355  * entries and check for duplicates. If any is found just ignore the
356  * cpu. cpu_logical_map was initialized to INVALID_HWID to avoid
357  * matching valid MPIDR values.
358  */
359 static bool __init is_mpidr_duplicate(unsigned int cpu, u64 hwid)
360 {
361         unsigned int i;
362
363         for (i = 1; (i < cpu) && (i < NR_CPUS); i++)
364                 if (cpu_logical_map(i) == hwid)
365                         return true;
366         return false;
367 }
368
369 /*
370  * Initialize cpu operations for a logical cpu and
371  * set it in the possible mask on success
372  */
373 static int __init smp_cpu_setup(int cpu)
374 {
375         if (cpu_read_ops(cpu))
376                 return -ENODEV;
377
378         if (cpu_ops[cpu]->cpu_init(cpu))
379                 return -ENODEV;
380
381         set_cpu_possible(cpu, true);
382
383         return 0;
384 }
385
386 static bool bootcpu_valid __initdata;
387 static unsigned int cpu_count = 1;
388
389 #ifdef CONFIG_ACPI
390 /*
391  * acpi_map_gic_cpu_interface - parse processor MADT entry
392  *
393  * Carry out sanity checks on MADT processor entry and initialize
394  * cpu_logical_map on success
395  */
396 static void __init
397 acpi_map_gic_cpu_interface(struct acpi_madt_generic_interrupt *processor)
398 {
399         u64 hwid = processor->arm_mpidr;
400
401         if (hwid & ~MPIDR_HWID_BITMASK || hwid == INVALID_HWID) {
402                 pr_err("skipping CPU entry with invalid MPIDR 0x%llx\n", hwid);
403                 return;
404         }
405
406         if (!(processor->flags & ACPI_MADT_ENABLED)) {
407                 pr_err("skipping disabled CPU entry with 0x%llx MPIDR\n", hwid);
408                 return;
409         }
410
411         if (is_mpidr_duplicate(cpu_count, hwid)) {
412                 pr_err("duplicate CPU MPIDR 0x%llx in MADT\n", hwid);
413                 return;
414         }
415
416         /* Check if GICC structure of boot CPU is available in the MADT */
417         if (cpu_logical_map(0) == hwid) {
418                 if (bootcpu_valid) {
419                         pr_err("duplicate boot CPU MPIDR: 0x%llx in MADT\n",
420                                hwid);
421                         return;
422                 }
423                 bootcpu_valid = true;
424                 return;
425         }
426
427         if (cpu_count >= NR_CPUS)
428                 return;
429
430         /* map the logical cpu id to cpu MPIDR */
431         cpu_logical_map(cpu_count) = hwid;
432
433         cpu_count++;
434 }
435
436 static int __init
437 acpi_parse_gic_cpu_interface(struct acpi_subtable_header *header,
438                              const unsigned long end)
439 {
440         struct acpi_madt_generic_interrupt *processor;
441
442         processor = (struct acpi_madt_generic_interrupt *)header;
443         if (BAD_MADT_ENTRY(processor, end))
444                 return -EINVAL;
445
446         acpi_table_print_madt_entry(header);
447
448         acpi_map_gic_cpu_interface(processor);
449
450         return 0;
451 }
452 #else
453 #define acpi_table_parse_madt(...)      do { } while (0)
454 #endif
455
456 /*
457  * Enumerate the possible CPU set from the device tree and build the
458  * cpu logical map array containing MPIDR values related to logical
459  * cpus. Assumes that cpu_logical_map(0) has already been initialized.
460  */
461 void __init of_parse_and_init_cpus(void)
462 {
463         struct device_node *dn = NULL;
464
465         while ((dn = of_find_node_by_type(dn, "cpu"))) {
466                 u64 hwid = of_get_cpu_mpidr(dn);
467
468                 if (hwid == INVALID_HWID)
469                         goto next;
470
471                 if (is_mpidr_duplicate(cpu_count, hwid)) {
472                         pr_err("%s: duplicate cpu reg properties in the DT\n",
473                                 dn->full_name);
474                         goto next;
475                 }
476
477                 /*
478                  * The numbering scheme requires that the boot CPU
479                  * must be assigned logical id 0. Record it so that
480                  * the logical map built from DT is validated and can
481                  * be used.
482                  */
483                 if (hwid == cpu_logical_map(0)) {
484                         if (bootcpu_valid) {
485                                 pr_err("%s: duplicate boot cpu reg property in DT\n",
486                                         dn->full_name);
487                                 goto next;
488                         }
489
490                         bootcpu_valid = true;
491
492                         /*
493                          * cpu_logical_map has already been
494                          * initialized and the boot cpu doesn't need
495                          * the enable-method so continue without
496                          * incrementing cpu.
497                          */
498                         continue;
499                 }
500
501                 if (cpu_count >= NR_CPUS)
502                         goto next;
503
504                 pr_debug("cpu logical map 0x%llx\n", hwid);
505                 cpu_logical_map(cpu_count) = hwid;
506 next:
507                 cpu_count++;
508         }
509 }
510
511 /*
512  * Enumerate the possible CPU set from the device tree or ACPI and build the
513  * cpu logical map array containing MPIDR values related to logical
514  * cpus. Assumes that cpu_logical_map(0) has already been initialized.
515  */
516 void __init smp_init_cpus(void)
517 {
518         int i;
519
520         if (acpi_disabled)
521                 of_parse_and_init_cpus();
522         else
523                 /*
524                  * do a walk of MADT to determine how many CPUs
525                  * we have including disabled CPUs, and get information
526                  * we need for SMP init
527                  */
528                 acpi_table_parse_madt(ACPI_MADT_TYPE_GENERIC_INTERRUPT,
529                                       acpi_parse_gic_cpu_interface, 0);
530
531         if (cpu_count > NR_CPUS)
532                 pr_warn("no. of cores (%d) greater than configured maximum of %d - clipping\n",
533                         cpu_count, NR_CPUS);
534
535         if (!bootcpu_valid) {
536                 pr_err("missing boot CPU MPIDR, not enabling secondaries\n");
537                 return;
538         }
539
540         /*
541          * We need to set the cpu_logical_map entries before enabling
542          * the cpus so that cpu processor description entries (DT cpu nodes
543          * and ACPI MADT entries) can be retrieved by matching the cpu hwid
544          * with entries in cpu_logical_map while initializing the cpus.
545          * If the cpu set-up fails, invalidate the cpu_logical_map entry.
546          */
547         for (i = 1; i < NR_CPUS; i++) {
548                 if (cpu_logical_map(i) != INVALID_HWID) {
549                         if (smp_cpu_setup(i))
550                                 cpu_logical_map(i) = INVALID_HWID;
551                 }
552         }
553 }
554
555 void __init smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
556 {
557         int err;
558         unsigned int cpu, ncores = num_possible_cpus();
559
560         init_cpu_topology();
561
562         smp_store_cpu_info(smp_processor_id());
563
564         /*
565          * are we trying to boot more cores than exist?
566          */
567         if (max_cpus > ncores)
568                 max_cpus = ncores;
569
570         /* Don't bother if we're effectively UP */
571         if (max_cpus <= 1)
572                 return;
573
574         /*
575          * Initialise the present map (which describes the set of CPUs
576          * actually populated at the present time) and release the
577          * secondaries from the bootloader.
578          *
579          * Make sure we online at most (max_cpus - 1) additional CPUs.
580          */
581         max_cpus--;
582         for_each_possible_cpu(cpu) {
583                 if (max_cpus == 0)
584                         break;
585
586                 if (cpu == smp_processor_id())
587                         continue;
588
589                 if (!cpu_ops[cpu])
590                         continue;
591
592                 err = cpu_ops[cpu]->cpu_prepare(cpu);
593                 if (err)
594                         continue;
595
596                 set_cpu_present(cpu, true);
597                 max_cpus--;
598         }
599 }
600
601 void (*__smp_cross_call)(const struct cpumask *, unsigned int);
602
603 void __init set_smp_cross_call(void (*fn)(const struct cpumask *, unsigned int))
604 {
605         __smp_cross_call = fn;
606 }
607
608 static const char *ipi_types[NR_IPI] __tracepoint_string = {
609 #define S(x,s)  [x] = s
610         S(IPI_RESCHEDULE, "Rescheduling interrupts"),
611         S(IPI_CALL_FUNC, "Function call interrupts"),
612         S(IPI_CPU_STOP, "CPU stop interrupts"),
613         S(IPI_TIMER, "Timer broadcast interrupts"),
614         S(IPI_IRQ_WORK, "IRQ work interrupts"),
615 };
616
617 static void smp_cross_call(const struct cpumask *target, unsigned int ipinr)
618 {
619         trace_ipi_raise(target, ipi_types[ipinr]);
620         __smp_cross_call(target, ipinr);
621 }
622
623 void show_ipi_list(struct seq_file *p, int prec)
624 {
625         unsigned int cpu, i;
626
627         for (i = 0; i < NR_IPI; i++) {
628                 seq_printf(p, "%*s%u:%s", prec - 1, "IPI", i,
629                            prec >= 4 ? " " : "");
630                 for_each_online_cpu(cpu)
631                         seq_printf(p, "%10u ",
632                                    __get_irq_stat(cpu, ipi_irqs[i]));
633                 seq_printf(p, "      %s\n", ipi_types[i]);
634         }
635 }
636
637 u64 smp_irq_stat_cpu(unsigned int cpu)
638 {
639         u64 sum = 0;
640         int i;
641
642         for (i = 0; i < NR_IPI; i++)
643                 sum += __get_irq_stat(cpu, ipi_irqs[i]);
644
645         return sum;
646 }
647
648 void arch_send_call_function_ipi_mask(const struct cpumask *mask)
649 {
650         smp_cross_call(mask, IPI_CALL_FUNC);
651 }
652
653 void arch_send_call_function_single_ipi(int cpu)
654 {
655         smp_cross_call(cpumask_of(cpu), IPI_CALL_FUNC);
656 }
657
658 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
659 void arch_irq_work_raise(void)
660 {
661         if (__smp_cross_call)
662                 smp_cross_call(cpumask_of(smp_processor_id()), IPI_IRQ_WORK);
663 }
664 #endif
665
666 static DEFINE_RAW_SPINLOCK(stop_lock);
667
668 /*
669  * ipi_cpu_stop - handle IPI from smp_send_stop()
670  */
671 static void ipi_cpu_stop(unsigned int cpu)
672 {
673         if (system_state == SYSTEM_BOOTING ||
674             system_state == SYSTEM_RUNNING) {
675                 raw_spin_lock(&stop_lock);
676                 pr_crit("CPU%u: stopping\n", cpu);
677                 dump_stack();
678                 raw_spin_unlock(&stop_lock);
679         }
680
681         set_cpu_online(cpu, false);
682
683         local_irq_disable();
684
685         while (1)
686                 cpu_relax();
687 }
688
689 /*
690  * Main handler for inter-processor interrupts
691  */
692 void handle_IPI(int ipinr, struct pt_regs *regs)
693 {
694         unsigned int cpu = smp_processor_id();
695         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
696
697         if ((unsigned)ipinr < NR_IPI) {
698                 trace_ipi_entry(ipi_types[ipinr]);
699                 __inc_irq_stat(cpu, ipi_irqs[ipinr]);
700         }
701
702         switch (ipinr) {
703         case IPI_RESCHEDULE:
704                 scheduler_ipi();
705                 break;
706
707         case IPI_CALL_FUNC:
708                 irq_enter();
709                 generic_smp_call_function_interrupt();
710                 irq_exit();
711                 break;
712
713         case IPI_CPU_STOP:
714                 irq_enter();
715                 ipi_cpu_stop(cpu);
716                 irq_exit();
717                 break;
718
719 #ifdef CONFIG_GENERIC_CLOCKEVENTS_BROADCAST
720         case IPI_TIMER:
721                 irq_enter();
722                 tick_receive_broadcast();
723                 irq_exit();
724                 break;
725 #endif
726
727 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
728         case IPI_IRQ_WORK:
729                 irq_enter();
730                 irq_work_run();
731                 irq_exit();
732                 break;
733 #endif
734
735         default:
736                 pr_crit("CPU%u: Unknown IPI message 0x%x\n", cpu, ipinr);
737                 break;
738         }
739
740         if ((unsigned)ipinr < NR_IPI)
741                 trace_ipi_exit(ipi_types[ipinr]);
742         set_irq_regs(old_regs);
743 }
744
745 void smp_send_reschedule(int cpu)
746 {
747         smp_cross_call(cpumask_of(cpu), IPI_RESCHEDULE);
748 }
749
750 #ifdef CONFIG_GENERIC_CLOCKEVENTS_BROADCAST
751 void tick_broadcast(const struct cpumask *mask)
752 {
753         smp_cross_call(mask, IPI_TIMER);
754 }
755 #endif
756
757 void smp_send_stop(void)
758 {
759         unsigned long timeout;
760
761         if (num_online_cpus() > 1) {
762                 cpumask_t mask;
763
764                 cpumask_copy(&mask, cpu_online_mask);
765                 cpumask_clear_cpu(smp_processor_id(), &mask);
766
767                 smp_cross_call(&mask, IPI_CPU_STOP);
768         }
769
770         /* Wait up to one second for other CPUs to stop */
771         timeout = USEC_PER_SEC;
772         while (num_online_cpus() > 1 && timeout--)
773                 udelay(1);
774
775         if (num_online_cpus() > 1)
776                 pr_warning("SMP: failed to stop secondary CPUs\n");
777 }
778
779 /*
780  * not supported here
781  */
782 int setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
783 {
784         return -EINVAL;
785 }