xref: /openbmc/linux/arch/arm/common/bL_switcher.c (revision 3f09d4799ecc076cccc11ab2333a36ec849d24f5)
11c33be57SNicolas Pitre /*
21c33be57SNicolas Pitre  * arch/arm/common/bL_switcher.c -- big.LITTLE cluster switcher core driver
31c33be57SNicolas Pitre  *
41c33be57SNicolas Pitre  * Created by:	Nicolas Pitre, March 2012
51c33be57SNicolas Pitre  * Copyright:	(C) 2012-2013  Linaro Limited
61c33be57SNicolas Pitre  *
71c33be57SNicolas Pitre  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
81c33be57SNicolas Pitre  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
91c33be57SNicolas Pitre  * published by the Free Software Foundation.
101c33be57SNicolas Pitre  */
111c33be57SNicolas Pitre 
121c33be57SNicolas Pitre #include <linux/init.h>
131c33be57SNicolas Pitre #include <linux/kernel.h>
141c33be57SNicolas Pitre #include <linux/module.h>
151c33be57SNicolas Pitre #include <linux/sched.h>
161c33be57SNicolas Pitre #include <linux/interrupt.h>
171c33be57SNicolas Pitre #include <linux/cpu_pm.h>
18*3f09d479SLorenzo Pieralisi #include <linux/cpumask.h>
191c33be57SNicolas Pitre #include <linux/workqueue.h>
20*3f09d479SLorenzo Pieralisi #include <linux/clockchips.h>
21*3f09d479SLorenzo Pieralisi #include <linux/hrtimer.h>
22*3f09d479SLorenzo Pieralisi #include <linux/tick.h>
231c33be57SNicolas Pitre #include <linux/mm.h>
241c33be57SNicolas Pitre #include <linux/string.h>
251c33be57SNicolas Pitre #include <linux/irqchip/arm-gic.h>
261c33be57SNicolas Pitre 
271c33be57SNicolas Pitre #include <asm/smp_plat.h>
281c33be57SNicolas Pitre #include <asm/suspend.h>
291c33be57SNicolas Pitre #include <asm/mcpm.h>
301c33be57SNicolas Pitre #include <asm/bL_switcher.h>
311c33be57SNicolas Pitre 
321c33be57SNicolas Pitre 
331c33be57SNicolas Pitre /*
341c33be57SNicolas Pitre  * Use our own MPIDR accessors as the generic ones in asm/cputype.h have
351c33be57SNicolas Pitre  * __attribute_const__ and we don't want the compiler to assume any
361c33be57SNicolas Pitre  * constness here as the value _does_ change along some code paths.
371c33be57SNicolas Pitre  */
381c33be57SNicolas Pitre 
391c33be57SNicolas Pitre static int read_mpidr(void)
401c33be57SNicolas Pitre {
411c33be57SNicolas Pitre 	unsigned int id;
421c33be57SNicolas Pitre 	asm volatile ("mrc p15, 0, %0, c0, c0, 5" : "=r" (id));
431c33be57SNicolas Pitre 	return id & MPIDR_HWID_BITMASK;
441c33be57SNicolas Pitre }
451c33be57SNicolas Pitre 
461c33be57SNicolas Pitre /*
471c33be57SNicolas Pitre  * bL switcher core code.
481c33be57SNicolas Pitre  */
491c33be57SNicolas Pitre 
501c33be57SNicolas Pitre static void bL_do_switch(void *_unused)
511c33be57SNicolas Pitre {
521c33be57SNicolas Pitre 	unsigned mpidr, cpuid, clusterid, ob_cluster, ib_cluster;
531c33be57SNicolas Pitre 
541c33be57SNicolas Pitre 	/*
551c33be57SNicolas Pitre 	 * We now have a piece of stack borrowed from the init task's.
561c33be57SNicolas Pitre 	 * Let's also switch to init_mm right away to match it.
571c33be57SNicolas Pitre 	 */
581c33be57SNicolas Pitre 	cpu_switch_mm(init_mm.pgd, &init_mm);
591c33be57SNicolas Pitre 
601c33be57SNicolas Pitre 	pr_debug("%s\n", __func__);
611c33be57SNicolas Pitre 
621c33be57SNicolas Pitre 	mpidr = read_mpidr();
631c33be57SNicolas Pitre 	cpuid = MPIDR_AFFINITY_LEVEL(mpidr, 0);
641c33be57SNicolas Pitre 	clusterid = MPIDR_AFFINITY_LEVEL(mpidr, 1);
651c33be57SNicolas Pitre 	ob_cluster = clusterid;
661c33be57SNicolas Pitre 	ib_cluster = clusterid ^ 1;
671c33be57SNicolas Pitre 
681c33be57SNicolas Pitre 	/*
691c33be57SNicolas Pitre 	 * Our state has been saved at this point.  Let's release our
701c33be57SNicolas Pitre 	 * inbound CPU.
711c33be57SNicolas Pitre 	 */
721c33be57SNicolas Pitre 	mcpm_set_entry_vector(cpuid, ib_cluster, cpu_resume);
731c33be57SNicolas Pitre 	sev();
741c33be57SNicolas Pitre 
751c33be57SNicolas Pitre 	/*
761c33be57SNicolas Pitre 	 * From this point, we must assume that our counterpart CPU might
771c33be57SNicolas Pitre 	 * have taken over in its parallel world already, as if execution
781c33be57SNicolas Pitre 	 * just returned from cpu_suspend().  It is therefore important to
791c33be57SNicolas Pitre 	 * be very careful not to make any change the other guy is not
801c33be57SNicolas Pitre 	 * expecting.  This is why we need stack isolation.
811c33be57SNicolas Pitre 	 *
821c33be57SNicolas Pitre 	 * Fancy under cover tasks could be performed here.  For now
831c33be57SNicolas Pitre 	 * we have none.
841c33be57SNicolas Pitre 	 */
851c33be57SNicolas Pitre 
861c33be57SNicolas Pitre 	/* Let's put ourself down. */
871c33be57SNicolas Pitre 	mcpm_cpu_power_down();
881c33be57SNicolas Pitre 
891c33be57SNicolas Pitre 	/* should never get here */
901c33be57SNicolas Pitre 	BUG();
911c33be57SNicolas Pitre }
921c33be57SNicolas Pitre 
931c33be57SNicolas Pitre /*
941c33be57SNicolas Pitre  * Stack isolation.  To ensure 'current' remains valid, we just borrow
951c33be57SNicolas Pitre  * a slice of the init/idle task which should be fairly lightly used.
961c33be57SNicolas Pitre  * The borrowed area starts just above the thread_info structure located
971c33be57SNicolas Pitre  * at the very bottom of the stack, aligned to a cache line.
981c33be57SNicolas Pitre  */
991c33be57SNicolas Pitre #define STACK_SIZE 256
1001c33be57SNicolas Pitre extern void call_with_stack(void (*fn)(void *), void *arg, void *sp);
1011c33be57SNicolas Pitre static int bL_switchpoint(unsigned long _arg)
1021c33be57SNicolas Pitre {
1031c33be57SNicolas Pitre 	unsigned int mpidr = read_mpidr();
1041c33be57SNicolas Pitre 	unsigned int cpuid = MPIDR_AFFINITY_LEVEL(mpidr, 0);
1051c33be57SNicolas Pitre 	unsigned int clusterid = MPIDR_AFFINITY_LEVEL(mpidr, 1);
1061c33be57SNicolas Pitre 	unsigned int cpu_index = cpuid + clusterid * MAX_CPUS_PER_CLUSTER;
1071c33be57SNicolas Pitre 	void *stack = &init_thread_info + 1;
1081c33be57SNicolas Pitre 	stack = PTR_ALIGN(stack, L1_CACHE_BYTES);
1091c33be57SNicolas Pitre 	stack += cpu_index * STACK_SIZE + STACK_SIZE;
1101c33be57SNicolas Pitre 	call_with_stack(bL_do_switch, (void *)_arg, stack);
1111c33be57SNicolas Pitre 	BUG();
1121c33be57SNicolas Pitre }
1131c33be57SNicolas Pitre 
1141c33be57SNicolas Pitre /*
1151c33be57SNicolas Pitre  * Generic switcher interface
1161c33be57SNicolas Pitre  */
1171c33be57SNicolas Pitre 
1181c33be57SNicolas Pitre /*
1191c33be57SNicolas Pitre  * bL_switch_to - Switch to a specific cluster for the current CPU
1201c33be57SNicolas Pitre  * @new_cluster_id: the ID of the cluster to switch to.
1211c33be57SNicolas Pitre  *
1221c33be57SNicolas Pitre  * This function must be called on the CPU to be switched.
1231c33be57SNicolas Pitre  * Returns 0 on success, else a negative status code.
1241c33be57SNicolas Pitre  */
1251c33be57SNicolas Pitre static int bL_switch_to(unsigned int new_cluster_id)
1261c33be57SNicolas Pitre {
1271c33be57SNicolas Pitre 	unsigned int mpidr, cpuid, clusterid, ob_cluster, ib_cluster, this_cpu;
128*3f09d479SLorenzo Pieralisi 	struct tick_device *tdev;
129*3f09d479SLorenzo Pieralisi 	enum clock_event_mode tdev_mode;
1301c33be57SNicolas Pitre 	int ret;
1311c33be57SNicolas Pitre 
1321c33be57SNicolas Pitre 	mpidr = read_mpidr();
1331c33be57SNicolas Pitre 	cpuid = MPIDR_AFFINITY_LEVEL(mpidr, 0);
1341c33be57SNicolas Pitre 	clusterid = MPIDR_AFFINITY_LEVEL(mpidr, 1);
1351c33be57SNicolas Pitre 	ob_cluster = clusterid;
1361c33be57SNicolas Pitre 	ib_cluster = clusterid ^ 1;
1371c33be57SNicolas Pitre 
1381c33be57SNicolas Pitre 	if (new_cluster_id == clusterid)
1391c33be57SNicolas Pitre 		return 0;
1401c33be57SNicolas Pitre 
1411c33be57SNicolas Pitre 	pr_debug("before switch: CPU %d in cluster %d\n", cpuid, clusterid);
1421c33be57SNicolas Pitre 
1431c33be57SNicolas Pitre 	/* Close the gate for our entry vectors */
1441c33be57SNicolas Pitre 	mcpm_set_entry_vector(cpuid, ob_cluster, NULL);
1451c33be57SNicolas Pitre 	mcpm_set_entry_vector(cpuid, ib_cluster, NULL);
1461c33be57SNicolas Pitre 
1471c33be57SNicolas Pitre 	/*
1481c33be57SNicolas Pitre 	 * Let's wake up the inbound CPU now in case it requires some delay
1491c33be57SNicolas Pitre 	 * to come online, but leave it gated in our entry vector code.
1501c33be57SNicolas Pitre 	 */
1511c33be57SNicolas Pitre 	ret = mcpm_cpu_power_up(cpuid, ib_cluster);
1521c33be57SNicolas Pitre 	if (ret) {
1531c33be57SNicolas Pitre 		pr_err("%s: mcpm_cpu_power_up() returned %d\n", __func__, ret);
1541c33be57SNicolas Pitre 		return ret;
1551c33be57SNicolas Pitre 	}
1561c33be57SNicolas Pitre 
1571c33be57SNicolas Pitre 	/*
1581c33be57SNicolas Pitre 	 * From this point we are entering the switch critical zone
1591c33be57SNicolas Pitre 	 * and can't take any interrupts anymore.
1601c33be57SNicolas Pitre 	 */
1611c33be57SNicolas Pitre 	local_irq_disable();
1621c33be57SNicolas Pitre 	local_fiq_disable();
1631c33be57SNicolas Pitre 
1641c33be57SNicolas Pitre 	this_cpu = smp_processor_id();
1651c33be57SNicolas Pitre 
1661c33be57SNicolas Pitre 	/* redirect GIC's SGIs to our counterpart */
1671c33be57SNicolas Pitre 	gic_migrate_target(cpuid + ib_cluster*4);
1681c33be57SNicolas Pitre 
1691c33be57SNicolas Pitre 	/*
1701c33be57SNicolas Pitre 	 * Raise a SGI on the inbound CPU to make sure it doesn't stall
1711c33be57SNicolas Pitre 	 * in a possible WFI, such as in mcpm_power_down().
1721c33be57SNicolas Pitre 	 */
1731c33be57SNicolas Pitre 	arch_send_wakeup_ipi_mask(cpumask_of(this_cpu));
1741c33be57SNicolas Pitre 
175*3f09d479SLorenzo Pieralisi 	tdev = tick_get_device(this_cpu);
176*3f09d479SLorenzo Pieralisi 	if (tdev && !cpumask_equal(tdev->evtdev->cpumask, cpumask_of(this_cpu)))
177*3f09d479SLorenzo Pieralisi 		tdev = NULL;
178*3f09d479SLorenzo Pieralisi 	if (tdev) {
179*3f09d479SLorenzo Pieralisi 		tdev_mode = tdev->evtdev->mode;
180*3f09d479SLorenzo Pieralisi 		clockevents_set_mode(tdev->evtdev, CLOCK_EVT_MODE_SHUTDOWN);
181*3f09d479SLorenzo Pieralisi 	}
182*3f09d479SLorenzo Pieralisi 
1831c33be57SNicolas Pitre 	ret = cpu_pm_enter();
1841c33be57SNicolas Pitre 
1851c33be57SNicolas Pitre 	/* we can not tolerate errors at this point */
1861c33be57SNicolas Pitre 	if (ret)
1871c33be57SNicolas Pitre 		panic("%s: cpu_pm_enter() returned %d\n", __func__, ret);
1881c33be57SNicolas Pitre 
1891c33be57SNicolas Pitre 	/* Flip the cluster in the CPU logical map for this CPU. */
1901c33be57SNicolas Pitre 	cpu_logical_map(this_cpu) ^= (1 << 8);
1911c33be57SNicolas Pitre 
1921c33be57SNicolas Pitre 	/* Let's do the actual CPU switch. */
1931c33be57SNicolas Pitre 	ret = cpu_suspend(0, bL_switchpoint);
1941c33be57SNicolas Pitre 	if (ret > 0)
1951c33be57SNicolas Pitre 		panic("%s: cpu_suspend() returned %d\n", __func__, ret);
1961c33be57SNicolas Pitre 
1971c33be57SNicolas Pitre 	/* We are executing on the inbound CPU at this point */
1981c33be57SNicolas Pitre 	mpidr = read_mpidr();
1991c33be57SNicolas Pitre 	cpuid = MPIDR_AFFINITY_LEVEL(mpidr, 0);
2001c33be57SNicolas Pitre 	clusterid = MPIDR_AFFINITY_LEVEL(mpidr, 1);
2011c33be57SNicolas Pitre 	pr_debug("after switch: CPU %d in cluster %d\n", cpuid, clusterid);
2021c33be57SNicolas Pitre 	BUG_ON(clusterid != ib_cluster);
2031c33be57SNicolas Pitre 
2041c33be57SNicolas Pitre 	mcpm_cpu_powered_up();
2051c33be57SNicolas Pitre 
2061c33be57SNicolas Pitre 	ret = cpu_pm_exit();
2071c33be57SNicolas Pitre 
208*3f09d479SLorenzo Pieralisi 	if (tdev) {
209*3f09d479SLorenzo Pieralisi 		clockevents_set_mode(tdev->evtdev, tdev_mode);
210*3f09d479SLorenzo Pieralisi 		clockevents_program_event(tdev->evtdev,
211*3f09d479SLorenzo Pieralisi 					  tdev->evtdev->next_event, 1);
212*3f09d479SLorenzo Pieralisi 	}
213*3f09d479SLorenzo Pieralisi 
2141c33be57SNicolas Pitre 	local_fiq_enable();
2151c33be57SNicolas Pitre 	local_irq_enable();
2161c33be57SNicolas Pitre 
2171c33be57SNicolas Pitre 	if (ret)
2181c33be57SNicolas Pitre 		pr_err("%s exiting with error %d\n", __func__, ret);
2191c33be57SNicolas Pitre 	return ret;
2201c33be57SNicolas Pitre }
2211c33be57SNicolas Pitre 
2221c33be57SNicolas Pitre struct switch_args {
2231c33be57SNicolas Pitre 	unsigned int cluster;
2241c33be57SNicolas Pitre 	struct work_struct work;
2251c33be57SNicolas Pitre };
2261c33be57SNicolas Pitre 
2271c33be57SNicolas Pitre static void __bL_switch_to(struct work_struct *work)
2281c33be57SNicolas Pitre {
2291c33be57SNicolas Pitre 	struct switch_args *args = container_of(work, struct switch_args, work);
2301c33be57SNicolas Pitre 	bL_switch_to(args->cluster);
2311c33be57SNicolas Pitre }
2321c33be57SNicolas Pitre 
2331c33be57SNicolas Pitre /*
2341c33be57SNicolas Pitre  * bL_switch_request - Switch to a specific cluster for the given CPU
2351c33be57SNicolas Pitre  *
2361c33be57SNicolas Pitre  * @cpu: the CPU to switch
2371c33be57SNicolas Pitre  * @new_cluster_id: the ID of the cluster to switch to.
2381c33be57SNicolas Pitre  *
2391c33be57SNicolas Pitre  * This function causes a cluster switch on the given CPU.  If the given
2401c33be57SNicolas Pitre  * CPU is the same as the calling CPU then the switch happens right away.
2411c33be57SNicolas Pitre  * Otherwise the request is put on a work queue to be scheduled on the
2421c33be57SNicolas Pitre  * remote CPU.
2431c33be57SNicolas Pitre  */
2441c33be57SNicolas Pitre void bL_switch_request(unsigned int cpu, unsigned int new_cluster_id)
2451c33be57SNicolas Pitre {
2461c33be57SNicolas Pitre 	unsigned int this_cpu = get_cpu();
2471c33be57SNicolas Pitre 	struct switch_args args;
2481c33be57SNicolas Pitre 
2491c33be57SNicolas Pitre 	if (cpu == this_cpu) {
2501c33be57SNicolas Pitre 		bL_switch_to(new_cluster_id);
2511c33be57SNicolas Pitre 		put_cpu();
2521c33be57SNicolas Pitre 		return;
2531c33be57SNicolas Pitre 	}
2541c33be57SNicolas Pitre 	put_cpu();
2551c33be57SNicolas Pitre 
2561c33be57SNicolas Pitre 	args.cluster = new_cluster_id;
2571c33be57SNicolas Pitre 	INIT_WORK_ONSTACK(&args.work, __bL_switch_to);
2581c33be57SNicolas Pitre 	schedule_work_on(cpu, &args.work);
2591c33be57SNicolas Pitre 	flush_work(&args.work);
2601c33be57SNicolas Pitre }
2611c33be57SNicolas Pitre EXPORT_SYMBOL_GPL(bL_switch_request);
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