arch/arm64/kernel/smp.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * SMP initialisation and IPI support
   4  * Based on arch/arm/kernel/smp.c
   5  *
   6  * Copyright (C) 2012 ARM Ltd.
   7  */
   8
   9 #include <linux/acpi.h>
  10 #include <linux/arm_sdei.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/smp.h>
  25 #include <linux/seq_file.h>
  26 #include <linux/irq.h>
  27 #include <linux/irqchip/arm-gic-v3.h>
  28 #include <linux/percpu.h>
  29 #include <linux/clockchips.h>
  30 #include <linux/completion.h>
  31 #include <linux/of.h>
  32 #include <linux/irq_work.h>
  33 #include <linux/kernel_stat.h>
  34 #include <linux/kexec.h>
  35 #include <linux/kgdb.h>
  36 #include <linux/kvm_host.h>
  37 #include <linux/nmi.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/daifflags.h>
  46 #include <asm/kvm_mmu.h>
  47 #include <asm/mmu_context.h>
  48 #include <asm/numa.h>
  49 #include <asm/processor.h>
  50 #include <asm/smp_plat.h>
  51 #include <asm/sections.h>
  52 #include <asm/tlbflush.h>
  53 #include <asm/ptrace.h>
  54 #include <asm/virt.h>
  55
  56 #include <trace/events/ipi.h>
  57
  58 DEFINE_PER_CPU_READ_MOSTLY(int, cpu_number);
  59 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(cpu_number);
  60
  61 /*
  62  * as from 2.5, kernels no longer have an init_tasks structure
  63  * so we need some other way of telling a new secondary core
  64  * where to place its SVC stack
  65  */
  66 struct secondary_data secondary_data;
  67 /* Number of CPUs which aren't online, but looping in kernel text. */
  68 static int cpus_stuck_in_kernel;
  69
  70 enum ipi_msg_type {
  71         IPI_RESCHEDULE,
  72         IPI_CALL_FUNC,
  73         IPI_CPU_STOP,
  74         IPI_CPU_CRASH_STOP,
  75         IPI_TIMER,
  76         IPI_IRQ_WORK,
  77         NR_IPI,
  78         /*
  79          * Any enum >= NR_IPI and < MAX_IPI is special and not tracable
  80          * with trace_ipi_*
  81          */
  82         IPI_CPU_BACKTRACE = NR_IPI,
  83         IPI_KGDB_ROUNDUP,
  84         MAX_IPI
  85 };
  86
  87 static int ipi_irq_base __ro_after_init;
  88 static int nr_ipi __ro_after_init = NR_IPI;
  89 static struct irq_desc *ipi_desc[MAX_IPI] __ro_after_init;
  90
  91 static void ipi_setup(int cpu);
  92
  93 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
  94 static void ipi_teardown(int cpu);
  95 static int op_cpu_kill(unsigned int cpu);
  96 #else
  97 static inline int op_cpu_kill(unsigned int cpu)
  98 {
  99         return -ENOSYS;
 100 }
 101 #endif
 102
 103
 104 /*
 105  * Boot a secondary CPU, and assign it the specified idle task.
 106  * This also gives us the initial stack to use for this CPU.
 107  */
 108 static int boot_secondary(unsigned int cpu, struct task_struct *idle)
 109 {
 110         const struct cpu_operations *ops = get_cpu_ops(cpu);
 111
 112         if (ops->cpu_boot)
 113                 return ops->cpu_boot(cpu);
 114
 115         return -EOPNOTSUPP;
 116 }
 117
 118 static DECLARE_COMPLETION(cpu_running);
 119
 120 int __cpu_up(unsigned int cpu, struct task_struct *idle)
 121 {
 122         int ret;
 123         long status;
 124
 125         /*
 126          * We need to tell the secondary core where to find its stack and the
 127          * page tables.
 128          */
 129         secondary_data.task = idle;
 130         update_cpu_boot_status(CPU_MMU_OFF);
 131
 132         /* Now bring the CPU into our world */
 133         ret = boot_secondary(cpu, idle);
 134         if (ret) {
 135                 pr_err("CPU%u: failed to boot: %d\n", cpu, ret);
 136                 return ret;
 137         }
 138
 139         /*
 140          * CPU was successfully started, wait for it to come online or
 141          * time out.
 142          */
 143         wait_for_completion_timeout(&cpu_running,
 144                                     msecs_to_jiffies(5000));
 145         if (cpu_online(cpu))
 146                 return 0;
 147
 148         pr_crit("CPU%u: failed to come online\n", cpu);
 149         secondary_data.task = NULL;
 150         status = READ_ONCE(secondary_data.status);
 151         if (status == CPU_MMU_OFF)
 152                 status = READ_ONCE(__early_cpu_boot_status);
 153
 154         switch (status & CPU_BOOT_STATUS_MASK) {
 155         default:
 156                 pr_err("CPU%u: failed in unknown state : 0x%lx\n",
 157                        cpu, status);
 158                 cpus_stuck_in_kernel++;
 159                 break;
 160         case CPU_KILL_ME:
 161                 if (!op_cpu_kill(cpu)) {
 162                         pr_crit("CPU%u: died during early boot\n", cpu);
 163                         break;
 164                 }
 165                 pr_crit("CPU%u: may not have shut down cleanly\n", cpu);
 166                 fallthrough;
 167         case CPU_STUCK_IN_KERNEL:
 168                 pr_crit("CPU%u: is stuck in kernel\n", cpu);
 169                 if (status & CPU_STUCK_REASON_52_BIT_VA)
 170                         pr_crit("CPU%u: does not support 52-bit VAs\n", cpu);
 171                 if (status & CPU_STUCK_REASON_NO_GRAN) {
 172                         pr_crit("CPU%u: does not support %luK granule\n",
 173                                 cpu, PAGE_SIZE / SZ_1K);
 174                 }
 175                 cpus_stuck_in_kernel++;
 176                 break;
 177         case CPU_PANIC_KERNEL:
 178                 panic("CPU%u detected unsupported configuration\n", cpu);
 179         }
 180
 181         return -EIO;
 182 }
 183
 184 static void init_gic_priority_masking(void)
 185 {
 186         u32 cpuflags;
 187
 188         if (WARN_ON(!gic_enable_sre()))
 189                 return;
 190
 191         cpuflags = read_sysreg(daif);
 192
 193         WARN_ON(!(cpuflags & PSR_I_BIT));
 194         WARN_ON(!(cpuflags & PSR_F_BIT));
 195
 196         gic_write_pmr(GIC_PRIO_IRQON | GIC_PRIO_PSR_I_SET);
 197 }
 198
 199 /*
 200  * This is the secondary CPU boot entry.  We're using this CPUs
 201  * idle thread stack, but a set of temporary page tables.
 202  */
 203 asmlinkage notrace void secondary_start_kernel(void)
 204 {
 205         u64 mpidr = read_cpuid_mpidr() & MPIDR_HWID_BITMASK;
 206         struct mm_struct *mm = &init_mm;
 207         const struct cpu_operations *ops;
 208         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 209
 210         /*
 211          * All kernel threads share the same mm context; grab a
 212          * reference and switch to it.
 213          */
 214         mmgrab(mm);
 215         current->active_mm = mm;
 216
 217         /*
 218          * TTBR0 is only used for the identity mapping at this stage. Make it
 219          * point to zero page to avoid speculatively fetching new entries.
 220          */
 221         cpu_uninstall_idmap();
 222
 223         if (system_uses_irq_prio_masking())
 224                 init_gic_priority_masking();
 225
 226         rcutree_report_cpu_starting(cpu);
 227         trace_hardirqs_off();
 228
 229         /*
 230          * If the system has established the capabilities, make sure
 231          * this CPU ticks all of those. If it doesn't, the CPU will
 232          * fail to come online.
 233          */
 234         check_local_cpu_capabilities();
 235
 236         ops = get_cpu_ops(cpu);
 237         if (ops->cpu_postboot)
 238                 ops->cpu_postboot();
 239
 240         /*
 241          * Log the CPU info before it is marked online and might get read.
 242          */
 243         cpuinfo_store_cpu();
 244         store_cpu_topology(cpu);
 245
 246         /*
 247          * Enable GIC and timers.
 248          */
 249         notify_cpu_starting(cpu);
 250
 251         ipi_setup(cpu);
 252
 253         numa_add_cpu(cpu);
 254
 255         /*
 256          * OK, now it's safe to let the boot CPU continue.  Wait for
 257          * the CPU migration code to notice that the CPU is online
 258          * before we continue.
 259          */
 260         pr_info("CPU%u: Booted secondary processor 0x%010lx [0x%08x]\n",
 261                                          cpu, (unsigned long)mpidr,
 262                                          read_cpuid_id());
 263         update_cpu_boot_status(CPU_BOOT_SUCCESS);
 264         set_cpu_online(cpu, true);
 265         complete(&cpu_running);
 266
 267         local_daif_restore(DAIF_PROCCTX);
 268
 269         /*
 270          * OK, it's off to the idle thread for us
 271          */
 272         cpu_startup_entry(CPUHP_AP_ONLINE_IDLE);
 273 }
 274
 275 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 276 static int op_cpu_disable(unsigned int cpu)
 277 {
 278         const struct cpu_operations *ops = get_cpu_ops(cpu);
 279
 280         /*
 281          * If we don't have a cpu_die method, abort before we reach the point
 282          * of no return. CPU0 may not have an cpu_ops, so test for it.
 283          */
 284         if (!ops || !ops->cpu_die)
 285                 return -EOPNOTSUPP;
 286
 287         /*
 288          * We may need to abort a hot unplug for some other mechanism-specific
 289          * reason.
 290          */
 291         if (ops->cpu_disable)
 292                 return ops->cpu_disable(cpu);
 293
 294         return 0;
 295 }
 296
 297 /*
 298  * __cpu_disable runs on the processor to be shutdown.
 299  */
 300 int __cpu_disable(void)
 301 {
 302         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 303         int ret;
 304
 305         ret = op_cpu_disable(cpu);
 306         if (ret)
 307                 return ret;
 308
 309         remove_cpu_topology(cpu);
 310         numa_remove_cpu(cpu);
 311
 312         /*
 313          * Take this CPU offline.  Once we clear this, we can't return,
 314          * and we must not schedule until we're ready to give up the cpu.
 315          */
 316         set_cpu_online(cpu, false);
 317         ipi_teardown(cpu);
 318
 319         /*
 320          * OK - migrate IRQs away from this CPU
 321          */
 322         irq_migrate_all_off_this_cpu();
 323
 324         return 0;
 325 }
 326
 327 static int op_cpu_kill(unsigned int cpu)
 328 {
 329         const struct cpu_operations *ops = get_cpu_ops(cpu);
 330
 331         /*
 332          * If we have no means of synchronising with the dying CPU, then assume
 333          * that it is really dead. We can only wait for an arbitrary length of
 334          * time and hope that it's dead, so let's skip the wait and just hope.
 335          */
 336         if (!ops->cpu_kill)
 337                 return 0;
 338
 339         return ops->cpu_kill(cpu);
 340 }
 341
 342 /*
 343  * Called on the thread which is asking for a CPU to be shutdown after the
 344  * shutdown completed.
 345  */
 346 void arch_cpuhp_cleanup_dead_cpu(unsigned int cpu)
 347 {
 348         int err;
 349
 350         pr_debug("CPU%u: shutdown\n", cpu);
 351
 352         /*
 353          * Now that the dying CPU is beyond the point of no return w.r.t.
 354          * in-kernel synchronisation, try to get the firwmare to help us to
 355          * verify that it has really left the kernel before we consider
 356          * clobbering anything it might still be using.
 357          */
 358         err = op_cpu_kill(cpu);
 359         if (err)
 360                 pr_warn("CPU%d may not have shut down cleanly: %d\n", cpu, err);
 361 }
 362
 363 /*
 364  * Called from the idle thread for the CPU which has been shutdown.
 365  *
 366  */
 367 void __noreturn cpu_die(void)
 368 {
 369         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 370         const struct cpu_operations *ops = get_cpu_ops(cpu);
 371
 372         idle_task_exit();
 373
 374         local_daif_mask();
 375
 376         /* Tell cpuhp_bp_sync_dead() that this CPU is now safe to dispose of */
 377         cpuhp_ap_report_dead();
 378
 379         /*
 380          * Actually shutdown the CPU. This must never fail. The specific hotplug
 381          * mechanism must perform all required cache maintenance to ensure that
 382          * no dirty lines are lost in the process of shutting down the CPU.
 383          */
 384         ops->cpu_die(cpu);
 385
 386         BUG();
 387 }
 388 #endif
 389
 390 static void __cpu_try_die(int cpu)
 391 {
 392 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 393         const struct cpu_operations *ops = get_cpu_ops(cpu);
 394
 395         if (ops && ops->cpu_die)
 396                 ops->cpu_die(cpu);
 397 #endif
 398 }
 399
 400 /*
 401  * Kill the calling secondary CPU, early in bringup before it is turned
 402  * online.
 403  */
 404 void __noreturn cpu_die_early(void)
 405 {
 406         int cpu = smp_processor_id();
 407
 408         pr_crit("CPU%d: will not boot\n", cpu);
 409
 410         /* Mark this CPU absent */
 411         set_cpu_present(cpu, 0);
 412         rcutree_report_cpu_dead();
 413
 414         if (IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU)) {
 415                 update_cpu_boot_status(CPU_KILL_ME);
 416                 __cpu_try_die(cpu);
 417         }
 418
 419         update_cpu_boot_status(CPU_STUCK_IN_KERNEL);
 420
 421         cpu_park_loop();
 422 }
 423
 424 static void __init hyp_mode_check(void)
 425 {
 426         if (is_hyp_mode_available())
 427                 pr_info("CPU: All CPU(s) started at EL2\n");
 428         else if (is_hyp_mode_mismatched())
 429                 WARN_TAINT(1, TAINT_CPU_OUT_OF_SPEC,
 430                            "CPU: CPUs started in inconsistent modes");
 431         else
 432                 pr_info("CPU: All CPU(s) started at EL1\n");
 433         if (IS_ENABLED(CONFIG_KVM) && !is_kernel_in_hyp_mode()) {
 434                 kvm_compute_layout();
 435                 kvm_apply_hyp_relocations();
 436         }
 437 }
 438
 439 void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
 440 {
 441         pr_info("SMP: Total of %d processors activated.\n", num_online_cpus());
 442         hyp_mode_check();
 443         setup_system_features();
 444         setup_user_features();
 445         mark_linear_text_alias_ro();
 446 }
 447
 448 void __init smp_prepare_boot_cpu(void)
 449 {
 450         /*
 451          * The runtime per-cpu areas have been allocated by
 452          * setup_per_cpu_areas(), and CPU0's boot time per-cpu area will be
 453          * freed shortly, so we must move over to the runtime per-cpu area.
 454          */
 455         set_my_cpu_offset(per_cpu_offset(smp_processor_id()));
 456
 457         cpuinfo_store_boot_cpu();
 458         setup_boot_cpu_features();
 459
 460         /* Conditionally switch to GIC PMR for interrupt masking */
 461         if (system_uses_irq_prio_masking())
 462                 init_gic_priority_masking();
 463
 464         kasan_init_hw_tags();
 465 }
 466
 467 /*
 468  * Duplicate MPIDRs are a recipe for disaster. Scan all initialized
 469  * entries and check for duplicates. If any is found just ignore the
 470  * cpu. cpu_logical_map was initialized to INVALID_HWID to avoid
 471  * matching valid MPIDR values.
 472  */
 473 static bool __init is_mpidr_duplicate(unsigned int cpu, u64 hwid)
 474 {
 475         unsigned int i;
 476
 477         for (i = 1; (i < cpu) && (i < NR_CPUS); i++)
 478                 if (cpu_logical_map(i) == hwid)
 479                         return true;
 480         return false;
 481 }
 482
 483 /*
 484  * Initialize cpu operations for a logical cpu and
 485  * set it in the possible mask on success
 486  */
 487 static int __init smp_cpu_setup(int cpu)
 488 {
 489         const struct cpu_operations *ops;
 490
 491         if (init_cpu_ops(cpu))
 492                 return -ENODEV;
 493
 494         ops = get_cpu_ops(cpu);
 495         if (ops->cpu_init(cpu))
 496                 return -ENODEV;
 497
 498         set_cpu_possible(cpu, true);
 499
 500         return 0;
 501 }
 502
 503 static bool bootcpu_valid __initdata;
 504 static unsigned int cpu_count = 1;
 505
 506 #ifdef CONFIG_ACPI
 507 static struct acpi_madt_generic_interrupt cpu_madt_gicc[NR_CPUS];
 508
 509 struct acpi_madt_generic_interrupt *acpi_cpu_get_madt_gicc(int cpu)
 510 {
 511         return &cpu_madt_gicc[cpu];
 512 }
 513 EXPORT_SYMBOL_GPL(acpi_cpu_get_madt_gicc);
 514
 515 /*
 516  * acpi_map_gic_cpu_interface - parse processor MADT entry
 517  *
 518  * Carry out sanity checks on MADT processor entry and initialize
 519  * cpu_logical_map on success
 520  */
 521 static void __init
 522 acpi_map_gic_cpu_interface(struct acpi_madt_generic_interrupt *processor)
 523 {
 524         u64 hwid = processor->arm_mpidr;
 525
 526         if (!acpi_gicc_is_usable(processor)) {
 527                 pr_debug("skipping disabled CPU entry with 0x%llx MPIDR\n", hwid);
 528                 return;
 529         }
 530
 531         if (hwid & ~MPIDR_HWID_BITMASK || hwid == INVALID_HWID) {
 532                 pr_err("skipping CPU entry with invalid MPIDR 0x%llx\n", hwid);
 533                 return;
 534         }
 535
 536         if (is_mpidr_duplicate(cpu_count, hwid)) {
 537                 pr_err("duplicate CPU MPIDR 0x%llx in MADT\n", hwid);
 538                 return;
 539         }
 540
 541         /* Check if GICC structure of boot CPU is available in the MADT */
 542         if (cpu_logical_map(0) == hwid) {
 543                 if (bootcpu_valid) {
 544                         pr_err("duplicate boot CPU MPIDR: 0x%llx in MADT\n",
 545                                hwid);
 546                         return;
 547                 }
 548                 bootcpu_valid = true;
 549                 cpu_madt_gicc[0] = *processor;
 550                 return;
 551         }
 552
 553         if (cpu_count >= NR_CPUS)
 554                 return;
 555
 556         /* map the logical cpu id to cpu MPIDR */
 557         set_cpu_logical_map(cpu_count, hwid);
 558
 559         cpu_madt_gicc[cpu_count] = *processor;
 560
 561         /*
 562          * Set-up the ACPI parking protocol cpu entries
 563          * while initializing the cpu_logical_map to
 564          * avoid parsing MADT entries multiple times for
 565          * nothing (ie a valid cpu_logical_map entry should
 566          * contain a valid parking protocol data set to
 567          * initialize the cpu if the parking protocol is
 568          * the only available enable method).
 569          */
 570         acpi_set_mailbox_entry(cpu_count, processor);
 571
 572         cpu_count++;
 573 }
 574
 575 static int __init
 576 acpi_parse_gic_cpu_interface(union acpi_subtable_headers *header,
 577                              const unsigned long end)
 578 {
 579         struct acpi_madt_generic_interrupt *processor;
 580
 581         processor = (struct acpi_madt_generic_interrupt *)header;
 582         if (BAD_MADT_GICC_ENTRY(processor, end))
 583                 return -EINVAL;
 584
 585         acpi_table_print_madt_entry(&header->common);
 586
 587         acpi_map_gic_cpu_interface(processor);
 588
 589         return 0;
 590 }
 591
 592 static void __init acpi_parse_and_init_cpus(void)
 593 {
 594         int i;
 595
 596         /*
 597          * do a walk of MADT to determine how many CPUs
 598          * we have including disabled CPUs, and get information
 599          * we need for SMP init.
 600          */
 601         acpi_table_parse_madt(ACPI_MADT_TYPE_GENERIC_INTERRUPT,
 602                                       acpi_parse_gic_cpu_interface, 0);
 603
 604         /*
 605          * In ACPI, SMP and CPU NUMA information is provided in separate
 606          * static tables, namely the MADT and the SRAT.
 607          *
 608          * Thus, it is simpler to first create the cpu logical map through
 609          * an MADT walk and then map the logical cpus to their node ids
 610          * as separate steps.
 611          */
 612         acpi_map_cpus_to_nodes();
 613
 614         for (i = 0; i < nr_cpu_ids; i++)
 615                 early_map_cpu_to_node(i, acpi_numa_get_nid(i));
 616 }
 617 #else
 618 #define acpi_parse_and_init_cpus(...)   do { } while (0)
 619 #endif
 620
 621 /*
 622  * Enumerate the possible CPU set from the device tree and build the
 623  * cpu logical map array containing MPIDR values related to logical
 624  * cpus. Assumes that cpu_logical_map(0) has already been initialized.
 625  */
 626 static void __init of_parse_and_init_cpus(void)
 627 {
 628         struct device_node *dn;
 629
 630         for_each_of_cpu_node(dn) {
 631                 u64 hwid = of_get_cpu_hwid(dn, 0);
 632
 633                 if (hwid & ~MPIDR_HWID_BITMASK)
 634                         goto next;
 635
 636                 if (is_mpidr_duplicate(cpu_count, hwid)) {
 637                         pr_err("%pOF: duplicate cpu reg properties in the DT\n",
 638                                 dn);
 639                         goto next;
 640                 }
 641
 642                 /*
 643                  * The numbering scheme requires that the boot CPU
 644                  * must be assigned logical id 0. Record it so that
 645                  * the logical map built from DT is validated and can
 646                  * be used.
 647                  */
 648                 if (hwid == cpu_logical_map(0)) {
 649                         if (bootcpu_valid) {
 650                                 pr_err("%pOF: duplicate boot cpu reg property in DT\n",
 651                                         dn);
 652                                 goto next;
 653                         }
 654
 655                         bootcpu_valid = true;
 656                         early_map_cpu_to_node(0, of_node_to_nid(dn));
 657
 658                         /*
 659                          * cpu_logical_map has already been
 660                          * initialized and the boot cpu doesn't need
 661                          * the enable-method so continue without
 662                          * incrementing cpu.
 663                          */
 664                         continue;
 665                 }
 666
 667                 if (cpu_count >= NR_CPUS)
 668                         goto next;
 669
 670                 pr_debug("cpu logical map 0x%llx\n", hwid);
 671                 set_cpu_logical_map(cpu_count, hwid);
 672
 673                 early_map_cpu_to_node(cpu_count, of_node_to_nid(dn));
 674 next:
 675                 cpu_count++;
 676         }
 677 }
 678
 679 /*
 680  * Enumerate the possible CPU set from the device tree or ACPI and build the
 681  * cpu logical map array containing MPIDR values related to logical
 682  * cpus. Assumes that cpu_logical_map(0) has already been initialized.
 683  */
 684 void __init smp_init_cpus(void)
 685 {
 686         int i;
 687
 688         if (acpi_disabled)
 689                 of_parse_and_init_cpus();
 690         else
 691                 acpi_parse_and_init_cpus();
 692
 693         if (cpu_count > nr_cpu_ids)
 694                 pr_warn("Number of cores (%d) exceeds configured maximum of %u - clipping\n",
 695                         cpu_count, nr_cpu_ids);
 696
 697         if (!bootcpu_valid) {
 698                 pr_err("missing boot CPU MPIDR, not enabling secondaries\n");
 699                 return;
 700         }
 701
 702         /*
 703          * We need to set the cpu_logical_map entries before enabling
 704          * the cpus so that cpu processor description entries (DT cpu nodes
 705          * and ACPI MADT entries) can be retrieved by matching the cpu hwid
 706          * with entries in cpu_logical_map while initializing the cpus.
 707          * If the cpu set-up fails, invalidate the cpu_logical_map entry.
 708          */
 709         for (i = 1; i < nr_cpu_ids; i++) {
 710                 if (cpu_logical_map(i) != INVALID_HWID) {
 711                         if (smp_cpu_setup(i))
 712                                 set_cpu_logical_map(i, INVALID_HWID);
 713                 }
 714         }
 715 }
 716
 717 void __init smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
 718 {
 719         const struct cpu_operations *ops;
 720         int err;
 721         unsigned int cpu;
 722         unsigned int this_cpu;
 723
 724         init_cpu_topology();
 725
 726         this_cpu = smp_processor_id();
 727         store_cpu_topology(this_cpu);
 728         numa_store_cpu_info(this_cpu);
 729         numa_add_cpu(this_cpu);
 730
 731         /*
 732          * If UP is mandated by "nosmp" (which implies "maxcpus=0"), don't set
 733          * secondary CPUs present.
 734          */
 735         if (max_cpus == 0)
 736                 return;
 737
 738         /*
 739          * Initialise the present map (which describes the set of CPUs
 740          * actually populated at the present time) and release the
 741          * secondaries from the bootloader.
 742          */
 743         for_each_possible_cpu(cpu) {
 744
 745                 per_cpu(cpu_number, cpu) = cpu;
 746
 747                 if (cpu == smp_processor_id())
 748                         continue;
 749
 750                 ops = get_cpu_ops(cpu);
 751                 if (!ops)
 752                         continue;
 753
 754                 err = ops->cpu_prepare(cpu);
 755                 if (err)
 756                         continue;
 757
 758                 set_cpu_present(cpu, true);
 759                 numa_store_cpu_info(cpu);
 760         }
 761 }
 762
 763 static const char *ipi_types[NR_IPI] __tracepoint_string = {
 764         [IPI_RESCHEDULE]        = "Rescheduling interrupts",
 765         [IPI_CALL_FUNC]         = "Function call interrupts",
 766         [IPI_CPU_STOP]          = "CPU stop interrupts",
 767         [IPI_CPU_CRASH_STOP]    = "CPU stop (for crash dump) interrupts",
 768         [IPI_TIMER]             = "Timer broadcast interrupts",
 769         [IPI_IRQ_WORK]          = "IRQ work interrupts",
 770 };
 771
 772 static void smp_cross_call(const struct cpumask *target, unsigned int ipinr);
 773
 774 unsigned long irq_err_count;
 775
 776 int arch_show_interrupts(struct seq_file *p, int prec)
 777 {
 778         unsigned int cpu, i;
 779
 780         for (i = 0; i < NR_IPI; i++) {
 781                 seq_printf(p, "%*s%u:%s", prec - 1, "IPI", i,
 782                            prec >= 4 ? " " : "");
 783                 for_each_online_cpu(cpu)
 784                         seq_printf(p, "%10u ", irq_desc_kstat_cpu(ipi_desc[i], cpu));
 785                 seq_printf(p, "      %s\n", ipi_types[i]);
 786         }
 787
 788         seq_printf(p, "%*s: %10lu\n", prec, "Err", irq_err_count);
 789         return 0;
 790 }
 791
 792 void arch_send_call_function_ipi_mask(const struct cpumask *mask)
 793 {
 794         smp_cross_call(mask, IPI_CALL_FUNC);
 795 }
 796
 797 void arch_send_call_function_single_ipi(int cpu)
 798 {
 799         smp_cross_call(cpumask_of(cpu), IPI_CALL_FUNC);
 800 }
 801
 802 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
 803 void arch_irq_work_raise(void)
 804 {
 805         smp_cross_call(cpumask_of(smp_processor_id()), IPI_IRQ_WORK);
 806 }
 807 #endif
 808
 809 static void __noreturn local_cpu_stop(void)
 810 {
 811         set_cpu_online(smp_processor_id(), false);
 812
 813         local_daif_mask();
 814         sdei_mask_local_cpu();
 815         cpu_park_loop();
 816 }
 817
 818 /*
 819  * We need to implement panic_smp_self_stop() for parallel panic() calls, so
 820  * that cpu_online_mask gets correctly updated and smp_send_stop() can skip
 821  * CPUs that have already stopped themselves.
 822  */
 823 void __noreturn panic_smp_self_stop(void)
 824 {
 825         local_cpu_stop();
 826 }
 827
 828 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
 829 static atomic_t waiting_for_crash_ipi = ATOMIC_INIT(0);
 830 #endif
 831
 832 static void __noreturn ipi_cpu_crash_stop(unsigned int cpu, struct pt_regs *regs)
 833 {
 834 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
 835         crash_save_cpu(regs, cpu);
 836
 837         atomic_dec(&waiting_for_crash_ipi);
 838
 839         local_irq_disable();
 840         sdei_mask_local_cpu();
 841
 842         if (IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
 843                 __cpu_try_die(cpu);
 844
 845         /* just in case */
 846         cpu_park_loop();
 847 #else
 848         BUG();
 849 #endif
 850 }
 851
 852 static void arm64_backtrace_ipi(cpumask_t *mask)
 853 {
 854         __ipi_send_mask(ipi_desc[IPI_CPU_BACKTRACE], mask);
 855 }
 856
 857 void arch_trigger_cpumask_backtrace(const cpumask_t *mask, int exclude_cpu)
 858 {
 859         /*
 860          * NOTE: though nmi_trigger_cpumask_backtrace() has "nmi_" in the name,
 861          * nothing about it truly needs to be implemented using an NMI, it's
 862          * just that it's _allowed_ to work with NMIs. If ipi_should_be_nmi()
 863          * returned false our backtrace attempt will just use a regular IPI.
 864          */
 865         nmi_trigger_cpumask_backtrace(mask, exclude_cpu, arm64_backtrace_ipi);
 866 }
 867
 868 #ifdef CONFIG_KGDB
 869 void kgdb_roundup_cpus(void)
 870 {
 871         int this_cpu = raw_smp_processor_id();
 872         int cpu;
 873
 874         for_each_online_cpu(cpu) {
 875                 /* No need to roundup ourselves */
 876                 if (cpu == this_cpu)
 877                         continue;
 878
 879                 __ipi_send_single(ipi_desc[IPI_KGDB_ROUNDUP], cpu);
 880         }
 881 }
 882 #endif
 883
 884 /*
 885  * Main handler for inter-processor interrupts
 886  */
 887 static void do_handle_IPI(int ipinr)
 888 {
 889         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 890
 891         if ((unsigned)ipinr < NR_IPI)
 892                 trace_ipi_entry(ipi_types[ipinr]);
 893
 894         switch (ipinr) {
 895         case IPI_RESCHEDULE:
 896                 scheduler_ipi();
 897                 break;
 898
 899         case IPI_CALL_FUNC:
 900                 generic_smp_call_function_interrupt();
 901                 break;
 902
 903         case IPI_CPU_STOP:
 904                 local_cpu_stop();
 905                 break;
 906
 907         case IPI_CPU_CRASH_STOP:
 908                 if (IS_ENABLED(CONFIG_KEXEC_CORE)) {
 909                         ipi_cpu_crash_stop(cpu, get_irq_regs());
 910
 911                         unreachable();
 912                 }
 913                 break;
 914
 915 #ifdef CONFIG_GENERIC_CLOCKEVENTS_BROADCAST
 916         case IPI_TIMER:
 917                 tick_receive_broadcast();
 918                 break;
 919 #endif
 920
 921 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
 922         case IPI_IRQ_WORK:
 923                 irq_work_run();
 924                 break;
 925 #endif
 926
 927         case IPI_CPU_BACKTRACE:
 928                 /*
 929                  * NOTE: in some cases this _won't_ be NMI context. See the
 930                  * comment in arch_trigger_cpumask_backtrace().
 931                  */
 932                 nmi_cpu_backtrace(get_irq_regs());
 933                 break;
 934
 935         case IPI_KGDB_ROUNDUP:
 936                 kgdb_nmicallback(cpu, get_irq_regs());
 937                 break;
 938
 939         default:
 940                 pr_crit("CPU%u: Unknown IPI message 0x%x\n", cpu, ipinr);
 941                 break;
 942         }
 943
 944         if ((unsigned)ipinr < NR_IPI)
 945                 trace_ipi_exit(ipi_types[ipinr]);
 946 }
 947
 948 static irqreturn_t ipi_handler(int irq, void *data)
 949 {
 950         do_handle_IPI(irq - ipi_irq_base);
 951         return IRQ_HANDLED;
 952 }
 953
 954 static void smp_cross_call(const struct cpumask *target, unsigned int ipinr)
 955 {
 956         trace_ipi_raise(target, ipi_types[ipinr]);
 957         __ipi_send_mask(ipi_desc[ipinr], target);
 958 }
 959
 960 static bool ipi_should_be_nmi(enum ipi_msg_type ipi)
 961 {
 962         if (!system_uses_irq_prio_masking())
 963                 return false;
 964
 965         switch (ipi) {
 966         case IPI_CPU_STOP:
 967         case IPI_CPU_CRASH_STOP:
 968         case IPI_CPU_BACKTRACE:
 969         case IPI_KGDB_ROUNDUP:
 970                 return true;
 971         default:
 972                 return false;
 973         }
 974 }
 975
 976 static void ipi_setup(int cpu)
 977 {
 978         int i;
 979
 980         if (WARN_ON_ONCE(!ipi_irq_base))
 981                 return;
 982
 983         for (i = 0; i < nr_ipi; i++) {
 984                 if (ipi_should_be_nmi(i)) {
 985                         prepare_percpu_nmi(ipi_irq_base + i);
 986                         enable_percpu_nmi(ipi_irq_base + i, 0);
 987                 } else {
 988                         enable_percpu_irq(ipi_irq_base + i, 0);
 989                 }
 990         }
 991 }
 992
 993 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 994 static void ipi_teardown(int cpu)
 995 {
 996         int i;
 997
 998         if (WARN_ON_ONCE(!ipi_irq_base))
 999                 return;
1000
1001         for (i = 0; i < nr_ipi; i++) {
1002                 if (ipi_should_be_nmi(i)) {
1003                         disable_percpu_nmi(ipi_irq_base + i);
1004                         teardown_percpu_nmi(ipi_irq_base + i);
1005                 } else {
1006                         disable_percpu_irq(ipi_irq_base + i);
1007                 }
1008         }
1009 }
1010 #endif
1011
1012 void __init set_smp_ipi_range(int ipi_base, int n)
1013 {
1014         int i;
1015
1016         WARN_ON(n < MAX_IPI);
1017         nr_ipi = min(n, MAX_IPI);
1018
1019         for (i = 0; i < nr_ipi; i++) {
1020                 int err;
1021
1022                 if (ipi_should_be_nmi(i)) {
1023                         err = request_percpu_nmi(ipi_base + i, ipi_handler,
1024                                                  "IPI", &cpu_number);
1025                         WARN(err, "Could not request IPI %d as NMI, err=%d\n",
1026                              i, err);
1027                 } else {
1028                         err = request_percpu_irq(ipi_base + i, ipi_handler,
1029                                                  "IPI", &cpu_number);
1030                         WARN(err, "Could not request IPI %d as IRQ, err=%d\n",
1031                              i, err);
1032                 }
1033
1034                 ipi_desc[i] = irq_to_desc(ipi_base + i);
1035                 irq_set_status_flags(ipi_base + i, IRQ_HIDDEN);
1036         }
1037
1038         ipi_irq_base = ipi_base;
1039
1040         /* Setup the boot CPU immediately */
1041         ipi_setup(smp_processor_id());
1042 }
1043
1044 void arch_smp_send_reschedule(int cpu)
1045 {
1046         smp_cross_call(cpumask_of(cpu), IPI_RESCHEDULE);
1047 }
1048
1049 #ifdef CONFIG_ARM64_ACPI_PARKING_PROTOCOL
1050 void arch_send_wakeup_ipi(unsigned int cpu)
1051 {
1052         /*
1053          * We use a scheduler IPI to wake the CPU as this avoids the need for a
1054          * dedicated IPI and we can safely handle spurious scheduler IPIs.
1055          */
1056         smp_send_reschedule(cpu);
1057 }
1058 #endif
1059
1060 #ifdef CONFIG_GENERIC_CLOCKEVENTS_BROADCAST
1061 void tick_broadcast(const struct cpumask *mask)
1062 {
1063         smp_cross_call(mask, IPI_TIMER);
1064 }
1065 #endif
1066
1067 /*
1068  * The number of CPUs online, not counting this CPU (which may not be
1069  * fully online and so not counted in num_online_cpus()).
1070  */
1071 static inline unsigned int num_other_online_cpus(void)
1072 {
1073         unsigned int this_cpu_online = cpu_online(smp_processor_id());
1074
1075         return num_online_cpus() - this_cpu_online;
1076 }
1077
1078 void smp_send_stop(void)
1079 {
1080         unsigned long timeout;
1081
1082         if (num_other_online_cpus()) {
1083                 cpumask_t mask;
1084
1085                 cpumask_copy(&mask, cpu_online_mask);
1086                 cpumask_clear_cpu(smp_processor_id(), &mask);
1087
1088                 if (system_state <= SYSTEM_RUNNING)
1089                         pr_crit("SMP: stopping secondary CPUs\n");
1090                 smp_cross_call(&mask, IPI_CPU_STOP);
1091         }
1092
1093         /* Wait up to one second for other CPUs to stop */
1094         timeout = USEC_PER_SEC;
1095         while (num_other_online_cpus() && timeout--)
1096                 udelay(1);
1097
1098         if (num_other_online_cpus())
1099                 pr_warn("SMP: failed to stop secondary CPUs %*pbl\n",
1100                         cpumask_pr_args(cpu_online_mask));
1101
1102         sdei_mask_local_cpu();
1103 }
1104
1105 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
1106 void crash_smp_send_stop(void)
1107 {
1108         static int cpus_stopped;
1109         cpumask_t mask;
1110         unsigned long timeout;
1111
1112         /*
1113          * This function can be called twice in panic path, but obviously
1114          * we execute this only once.
1115          */
1116         if (cpus_stopped)
1117                 return;
1118
1119         cpus_stopped = 1;
1120
1121         /*
1122          * If this cpu is the only one alive at this point in time, online or
1123          * not, there are no stop messages to be sent around, so just back out.
1124          */
1125         if (num_other_online_cpus() == 0)
1126                 goto skip_ipi;
1127
1128         cpumask_copy(&mask, cpu_online_mask);
1129         cpumask_clear_cpu(smp_processor_id(), &mask);
1130
1131         atomic_set(&waiting_for_crash_ipi, num_other_online_cpus());
1132
1133         pr_crit("SMP: stopping secondary CPUs\n");
1134         smp_cross_call(&mask, IPI_CPU_CRASH_STOP);
1135
1136         /* Wait up to one second for other CPUs to stop */
1137         timeout = USEC_PER_SEC;
1138         while ((atomic_read(&waiting_for_crash_ipi) > 0) && timeout--)
1139                 udelay(1);
1140
1141         if (atomic_read(&waiting_for_crash_ipi) > 0)
1142                 pr_warn("SMP: failed to stop secondary CPUs %*pbl\n",
1143                         cpumask_pr_args(&mask));
1144
1145 skip_ipi:
1146         sdei_mask_local_cpu();
1147         sdei_handler_abort();
1148 }
1149
1150 bool smp_crash_stop_failed(void)
1151 {
1152         return (atomic_read(&waiting_for_crash_ipi) > 0);
1153 }
1154 #endif
1155
1156 static bool have_cpu_die(void)
1157 {
1158 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1159         int any_cpu = raw_smp_processor_id();
1160         const struct cpu_operations *ops = get_cpu_ops(any_cpu);
1161
1162         if (ops && ops->cpu_die)
1163                 return true;
1164 #endif
1165         return false;
1166 }
1167
1168 bool cpus_are_stuck_in_kernel(void)
1169 {
1170         bool smp_spin_tables = (num_possible_cpus() > 1 && !have_cpu_die());
1171
1172         return !!cpus_stuck_in_kernel || smp_spin_tables ||
1173                 is_protected_kvm_enabled();
1174 }