sctp: add routing output fallback
[cascardo/linux.git] / drivers / cpuidle / coupled.c
1 /*
2  * coupled.c - helper functions to enter the same idle state on multiple cpus
3  *
4  * Copyright (c) 2011 Google, Inc.
5  *
6  * Author: Colin Cross <ccross@android.com>
7  *
8  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
9  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
10  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
11  * (at your option) any later version.
12  *
13  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
14  * ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
15  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for
16  * more details.
17  */
18
19 #include <linux/kernel.h>
20 #include <linux/cpu.h>
21 #include <linux/cpuidle.h>
22 #include <linux/mutex.h>
23 #include <linux/sched.h>
24 #include <linux/slab.h>
25 #include <linux/spinlock.h>
26
27 #include "cpuidle.h"
28
29 /**
30  * DOC: Coupled cpuidle states
31  *
32  * On some ARM SMP SoCs (OMAP4460, Tegra 2, and probably more), the
33  * cpus cannot be independently powered down, either due to
34  * sequencing restrictions (on Tegra 2, cpu 0 must be the last to
35  * power down), or due to HW bugs (on OMAP4460, a cpu powering up
36  * will corrupt the gic state unless the other cpu runs a work
37  * around).  Each cpu has a power state that it can enter without
38  * coordinating with the other cpu (usually Wait For Interrupt, or
39  * WFI), and one or more "coupled" power states that affect blocks
40  * shared between the cpus (L2 cache, interrupt controller, and
41  * sometimes the whole SoC).  Entering a coupled power state must
42  * be tightly controlled on both cpus.
43  *
44  * This file implements a solution, where each cpu will wait in the
45  * WFI state until all cpus are ready to enter a coupled state, at
46  * which point the coupled state function will be called on all
47  * cpus at approximately the same time.
48  *
49  * Once all cpus are ready to enter idle, they are woken by an smp
50  * cross call.  At this point, there is a chance that one of the
51  * cpus will find work to do, and choose not to enter idle.  A
52  * final pass is needed to guarantee that all cpus will call the
53  * power state enter function at the same time.  During this pass,
54  * each cpu will increment the ready counter, and continue once the
55  * ready counter matches the number of online coupled cpus.  If any
56  * cpu exits idle, the other cpus will decrement their counter and
57  * retry.
58  *
59  * requested_state stores the deepest coupled idle state each cpu
60  * is ready for.  It is assumed that the states are indexed from
61  * shallowest (highest power, lowest exit latency) to deepest
62  * (lowest power, highest exit latency).  The requested_state
63  * variable is not locked.  It is only written from the cpu that
64  * it stores (or by the on/offlining cpu if that cpu is offline),
65  * and only read after all the cpus are ready for the coupled idle
66  * state are are no longer updating it.
67  *
68  * Three atomic counters are used.  alive_count tracks the number
69  * of cpus in the coupled set that are currently or soon will be
70  * online.  waiting_count tracks the number of cpus that are in
71  * the waiting loop, in the ready loop, or in the coupled idle state.
72  * ready_count tracks the number of cpus that are in the ready loop
73  * or in the coupled idle state.
74  *
75  * To use coupled cpuidle states, a cpuidle driver must:
76  *
77  *    Set struct cpuidle_device.coupled_cpus to the mask of all
78  *    coupled cpus, usually the same as cpu_possible_mask if all cpus
79  *    are part of the same cluster.  The coupled_cpus mask must be
80  *    set in the struct cpuidle_device for each cpu.
81  *
82  *    Set struct cpuidle_device.safe_state to a state that is not a
83  *    coupled state.  This is usually WFI.
84  *
85  *    Set CPUIDLE_FLAG_COUPLED in struct cpuidle_state.flags for each
86  *    state that affects multiple cpus.
87  *
88  *    Provide a struct cpuidle_state.enter function for each state
89  *    that affects multiple cpus.  This function is guaranteed to be
90  *    called on all cpus at approximately the same time.  The driver
91  *    should ensure that the cpus all abort together if any cpu tries
92  *    to abort once the function is called.  The function should return
93  *    with interrupts still disabled.
94  */
95
96 /**
97  * struct cpuidle_coupled - data for set of cpus that share a coupled idle state
98  * @coupled_cpus: mask of cpus that are part of the coupled set
99  * @requested_state: array of requested states for cpus in the coupled set
100  * @ready_waiting_counts: combined count of cpus  in ready or waiting loops
101  * @online_count: count of cpus that are online
102  * @refcnt: reference count of cpuidle devices that are using this struct
103  * @prevent: flag to prevent coupled idle while a cpu is hotplugging
104  */
105 struct cpuidle_coupled {
106         cpumask_t coupled_cpus;
107         int requested_state[NR_CPUS];
108         atomic_t ready_waiting_counts;
109         atomic_t abort_barrier;
110         int online_count;
111         int refcnt;
112         int prevent;
113 };
114
115 #define WAITING_BITS 16
116 #define MAX_WAITING_CPUS (1 << WAITING_BITS)
117 #define WAITING_MASK (MAX_WAITING_CPUS - 1)
118 #define READY_MASK (~WAITING_MASK)
119
120 #define CPUIDLE_COUPLED_NOT_IDLE        (-1)
121
122 static DEFINE_MUTEX(cpuidle_coupled_lock);
123 static DEFINE_PER_CPU(struct call_single_data, cpuidle_coupled_poke_cb);
124
125 /*
126  * The cpuidle_coupled_poke_pending mask is used to avoid calling
127  * __smp_call_function_single with the per cpu call_single_data struct already
128  * in use.  This prevents a deadlock where two cpus are waiting for each others
129  * call_single_data struct to be available
130  */
131 static cpumask_t cpuidle_coupled_poke_pending;
132
133 /*
134  * The cpuidle_coupled_poked mask is used to ensure that each cpu has been poked
135  * once to minimize entering the ready loop with a poke pending, which would
136  * require aborting and retrying.
137  */
138 static cpumask_t cpuidle_coupled_poked;
139
140 /**
141  * cpuidle_coupled_parallel_barrier - synchronize all online coupled cpus
142  * @dev: cpuidle_device of the calling cpu
143  * @a:   atomic variable to hold the barrier
144  *
145  * No caller to this function will return from this function until all online
146  * cpus in the same coupled group have called this function.  Once any caller
147  * has returned from this function, the barrier is immediately available for
148  * reuse.
149  *
150  * The atomic variable must be initialized to 0 before any cpu calls
151  * this function, will be reset to 0 before any cpu returns from this function.
152  *
153  * Must only be called from within a coupled idle state handler
154  * (state.enter when state.flags has CPUIDLE_FLAG_COUPLED set).
155  *
156  * Provides full smp barrier semantics before and after calling.
157  */
158 void cpuidle_coupled_parallel_barrier(struct cpuidle_device *dev, atomic_t *a)
159 {
160         int n = dev->coupled->online_count;
161
162         smp_mb__before_atomic();
163         atomic_inc(a);
164
165         while (atomic_read(a) < n)
166                 cpu_relax();
167
168         if (atomic_inc_return(a) == n * 2) {
169                 atomic_set(a, 0);
170                 return;
171         }
172
173         while (atomic_read(a) > n)
174                 cpu_relax();
175 }
176
177 /**
178  * cpuidle_state_is_coupled - check if a state is part of a coupled set
179  * @drv: struct cpuidle_driver for the platform
180  * @state: index of the target state in drv->states
181  *
182  * Returns true if the target state is coupled with cpus besides this one
183  */
184 bool cpuidle_state_is_coupled(struct cpuidle_driver *drv, int state)
185 {
186         return drv->states[state].flags & CPUIDLE_FLAG_COUPLED;
187 }
188
189 /**
190  * cpuidle_coupled_set_ready - mark a cpu as ready
191  * @coupled: the struct coupled that contains the current cpu
192  */
193 static inline void cpuidle_coupled_set_ready(struct cpuidle_coupled *coupled)
194 {
195         atomic_add(MAX_WAITING_CPUS, &coupled->ready_waiting_counts);
196 }
197
198 /**
199  * cpuidle_coupled_set_not_ready - mark a cpu as not ready
200  * @coupled: the struct coupled that contains the current cpu
201  *
202  * Decrements the ready counter, unless the ready (and thus the waiting) counter
203  * is equal to the number of online cpus.  Prevents a race where one cpu
204  * decrements the waiting counter and then re-increments it just before another
205  * cpu has decremented its ready counter, leading to the ready counter going
206  * down from the number of online cpus without going through the coupled idle
207  * state.
208  *
209  * Returns 0 if the counter was decremented successfully, -EINVAL if the ready
210  * counter was equal to the number of online cpus.
211  */
212 static
213 inline int cpuidle_coupled_set_not_ready(struct cpuidle_coupled *coupled)
214 {
215         int all;
216         int ret;
217
218         all = coupled->online_count | (coupled->online_count << WAITING_BITS);
219         ret = atomic_add_unless(&coupled->ready_waiting_counts,
220                 -MAX_WAITING_CPUS, all);
221
222         return ret ? 0 : -EINVAL;
223 }
224
225 /**
226  * cpuidle_coupled_no_cpus_ready - check if no cpus in a coupled set are ready
227  * @coupled: the struct coupled that contains the current cpu
228  *
229  * Returns true if all of the cpus in a coupled set are out of the ready loop.
230  */
231 static inline int cpuidle_coupled_no_cpus_ready(struct cpuidle_coupled *coupled)
232 {
233         int r = atomic_read(&coupled->ready_waiting_counts) >> WAITING_BITS;
234         return r == 0;
235 }
236
237 /**
238  * cpuidle_coupled_cpus_ready - check if all cpus in a coupled set are ready
239  * @coupled: the struct coupled that contains the current cpu
240  *
241  * Returns true if all cpus coupled to this target state are in the ready loop
242  */
243 static inline bool cpuidle_coupled_cpus_ready(struct cpuidle_coupled *coupled)
244 {
245         int r = atomic_read(&coupled->ready_waiting_counts) >> WAITING_BITS;
246         return r == coupled->online_count;
247 }
248
249 /**
250  * cpuidle_coupled_cpus_waiting - check if all cpus in a coupled set are waiting
251  * @coupled: the struct coupled that contains the current cpu
252  *
253  * Returns true if all cpus coupled to this target state are in the wait loop
254  */
255 static inline bool cpuidle_coupled_cpus_waiting(struct cpuidle_coupled *coupled)
256 {
257         int w = atomic_read(&coupled->ready_waiting_counts) & WAITING_MASK;
258         return w == coupled->online_count;
259 }
260
261 /**
262  * cpuidle_coupled_no_cpus_waiting - check if no cpus in coupled set are waiting
263  * @coupled: the struct coupled that contains the current cpu
264  *
265  * Returns true if all of the cpus in a coupled set are out of the waiting loop.
266  */
267 static inline int cpuidle_coupled_no_cpus_waiting(struct cpuidle_coupled *coupled)
268 {
269         int w = atomic_read(&coupled->ready_waiting_counts) & WAITING_MASK;
270         return w == 0;
271 }
272
273 /**
274  * cpuidle_coupled_get_state - determine the deepest idle state
275  * @dev: struct cpuidle_device for this cpu
276  * @coupled: the struct coupled that contains the current cpu
277  *
278  * Returns the deepest idle state that all coupled cpus can enter
279  */
280 static inline int cpuidle_coupled_get_state(struct cpuidle_device *dev,
281                 struct cpuidle_coupled *coupled)
282 {
283         int i;
284         int state = INT_MAX;
285
286         /*
287          * Read barrier ensures that read of requested_state is ordered after
288          * reads of ready_count.  Matches the write barriers
289          * cpuidle_set_state_waiting.
290          */
291         smp_rmb();
292
293         for_each_cpu(i, &coupled->coupled_cpus)
294                 if (cpu_online(i) && coupled->requested_state[i] < state)
295                         state = coupled->requested_state[i];
296
297         return state;
298 }
299
300 static void cpuidle_coupled_handle_poke(void *info)
301 {
302         int cpu = (unsigned long)info;
303         cpumask_set_cpu(cpu, &cpuidle_coupled_poked);
304         cpumask_clear_cpu(cpu, &cpuidle_coupled_poke_pending);
305 }
306
307 /**
308  * cpuidle_coupled_poke - wake up a cpu that may be waiting
309  * @cpu: target cpu
310  *
311  * Ensures that the target cpu exits it's waiting idle state (if it is in it)
312  * and will see updates to waiting_count before it re-enters it's waiting idle
313  * state.
314  *
315  * If cpuidle_coupled_poked_mask is already set for the target cpu, that cpu
316  * either has or will soon have a pending IPI that will wake it out of idle,
317  * or it is currently processing the IPI and is not in idle.
318  */
319 static void cpuidle_coupled_poke(int cpu)
320 {
321         struct call_single_data *csd = &per_cpu(cpuidle_coupled_poke_cb, cpu);
322
323         if (!cpumask_test_and_set_cpu(cpu, &cpuidle_coupled_poke_pending))
324                 smp_call_function_single_async(cpu, csd);
325 }
326
327 /**
328  * cpuidle_coupled_poke_others - wake up all other cpus that may be waiting
329  * @dev: struct cpuidle_device for this cpu
330  * @coupled: the struct coupled that contains the current cpu
331  *
332  * Calls cpuidle_coupled_poke on all other online cpus.
333  */
334 static void cpuidle_coupled_poke_others(int this_cpu,
335                 struct cpuidle_coupled *coupled)
336 {
337         int cpu;
338
339         for_each_cpu(cpu, &coupled->coupled_cpus)
340                 if (cpu != this_cpu && cpu_online(cpu))
341                         cpuidle_coupled_poke(cpu);
342 }
343
344 /**
345  * cpuidle_coupled_set_waiting - mark this cpu as in the wait loop
346  * @dev: struct cpuidle_device for this cpu
347  * @coupled: the struct coupled that contains the current cpu
348  * @next_state: the index in drv->states of the requested state for this cpu
349  *
350  * Updates the requested idle state for the specified cpuidle device.
351  * Returns the number of waiting cpus.
352  */
353 static int cpuidle_coupled_set_waiting(int cpu,
354                 struct cpuidle_coupled *coupled, int next_state)
355 {
356         coupled->requested_state[cpu] = next_state;
357
358         /*
359          * The atomic_inc_return provides a write barrier to order the write
360          * to requested_state with the later write that increments ready_count.
361          */
362         return atomic_inc_return(&coupled->ready_waiting_counts) & WAITING_MASK;
363 }
364
365 /**
366  * cpuidle_coupled_set_not_waiting - mark this cpu as leaving the wait loop
367  * @dev: struct cpuidle_device for this cpu
368  * @coupled: the struct coupled that contains the current cpu
369  *
370  * Removes the requested idle state for the specified cpuidle device.
371  */
372 static void cpuidle_coupled_set_not_waiting(int cpu,
373                 struct cpuidle_coupled *coupled)
374 {
375         /*
376          * Decrementing waiting count can race with incrementing it in
377          * cpuidle_coupled_set_waiting, but that's OK.  Worst case, some
378          * cpus will increment ready_count and then spin until they
379          * notice that this cpu has cleared it's requested_state.
380          */
381         atomic_dec(&coupled->ready_waiting_counts);
382
383         coupled->requested_state[cpu] = CPUIDLE_COUPLED_NOT_IDLE;
384 }
385
386 /**
387  * cpuidle_coupled_set_done - mark this cpu as leaving the ready loop
388  * @cpu: the current cpu
389  * @coupled: the struct coupled that contains the current cpu
390  *
391  * Marks this cpu as no longer in the ready and waiting loops.  Decrements
392  * the waiting count first to prevent another cpu looping back in and seeing
393  * this cpu as waiting just before it exits idle.
394  */
395 static void cpuidle_coupled_set_done(int cpu, struct cpuidle_coupled *coupled)
396 {
397         cpuidle_coupled_set_not_waiting(cpu, coupled);
398         atomic_sub(MAX_WAITING_CPUS, &coupled->ready_waiting_counts);
399 }
400
401 /**
402  * cpuidle_coupled_clear_pokes - spin until the poke interrupt is processed
403  * @cpu - this cpu
404  *
405  * Turns on interrupts and spins until any outstanding poke interrupts have
406  * been processed and the poke bit has been cleared.
407  *
408  * Other interrupts may also be processed while interrupts are enabled, so
409  * need_resched() must be tested after this function returns to make sure
410  * the interrupt didn't schedule work that should take the cpu out of idle.
411  *
412  * Returns 0 if no poke was pending, 1 if a poke was cleared.
413  */
414 static int cpuidle_coupled_clear_pokes(int cpu)
415 {
416         if (!cpumask_test_cpu(cpu, &cpuidle_coupled_poke_pending))
417                 return 0;
418
419         local_irq_enable();
420         while (cpumask_test_cpu(cpu, &cpuidle_coupled_poke_pending))
421                 cpu_relax();
422         local_irq_disable();
423
424         return 1;
425 }
426
427 static bool cpuidle_coupled_any_pokes_pending(struct cpuidle_coupled *coupled)
428 {
429         cpumask_t cpus;
430         int ret;
431
432         cpumask_and(&cpus, cpu_online_mask, &coupled->coupled_cpus);
433         ret = cpumask_and(&cpus, &cpuidle_coupled_poke_pending, &cpus);
434
435         return ret;
436 }
437
438 /**
439  * cpuidle_enter_state_coupled - attempt to enter a state with coupled cpus
440  * @dev: struct cpuidle_device for the current cpu
441  * @drv: struct cpuidle_driver for the platform
442  * @next_state: index of the requested state in drv->states
443  *
444  * Coordinate with coupled cpus to enter the target state.  This is a two
445  * stage process.  In the first stage, the cpus are operating independently,
446  * and may call into cpuidle_enter_state_coupled at completely different times.
447  * To save as much power as possible, the first cpus to call this function will
448  * go to an intermediate state (the cpuidle_device's safe state), and wait for
449  * all the other cpus to call this function.  Once all coupled cpus are idle,
450  * the second stage will start.  Each coupled cpu will spin until all cpus have
451  * guaranteed that they will call the target_state.
452  *
453  * This function must be called with interrupts disabled.  It may enable
454  * interrupts while preparing for idle, and it will always return with
455  * interrupts enabled.
456  */
457 int cpuidle_enter_state_coupled(struct cpuidle_device *dev,
458                 struct cpuidle_driver *drv, int next_state)
459 {
460         int entered_state = -1;
461         struct cpuidle_coupled *coupled = dev->coupled;
462         int w;
463
464         if (!coupled)
465                 return -EINVAL;
466
467         while (coupled->prevent) {
468                 cpuidle_coupled_clear_pokes(dev->cpu);
469                 if (need_resched()) {
470                         local_irq_enable();
471                         return entered_state;
472                 }
473                 entered_state = cpuidle_enter_state(dev, drv,
474                         drv->safe_state_index);
475                 local_irq_disable();
476         }
477
478         /* Read barrier ensures online_count is read after prevent is cleared */
479         smp_rmb();
480
481 reset:
482         cpumask_clear_cpu(dev->cpu, &cpuidle_coupled_poked);
483
484         w = cpuidle_coupled_set_waiting(dev->cpu, coupled, next_state);
485         /*
486          * If this is the last cpu to enter the waiting state, poke
487          * all the other cpus out of their waiting state so they can
488          * enter a deeper state.  This can race with one of the cpus
489          * exiting the waiting state due to an interrupt and
490          * decrementing waiting_count, see comment below.
491          */
492         if (w == coupled->online_count) {
493                 cpumask_set_cpu(dev->cpu, &cpuidle_coupled_poked);
494                 cpuidle_coupled_poke_others(dev->cpu, coupled);
495         }
496
497 retry:
498         /*
499          * Wait for all coupled cpus to be idle, using the deepest state
500          * allowed for a single cpu.  If this was not the poking cpu, wait
501          * for at least one poke before leaving to avoid a race where
502          * two cpus could arrive at the waiting loop at the same time,
503          * but the first of the two to arrive could skip the loop without
504          * processing the pokes from the last to arrive.
505          */
506         while (!cpuidle_coupled_cpus_waiting(coupled) ||
507                         !cpumask_test_cpu(dev->cpu, &cpuidle_coupled_poked)) {
508                 if (cpuidle_coupled_clear_pokes(dev->cpu))
509                         continue;
510
511                 if (need_resched()) {
512                         cpuidle_coupled_set_not_waiting(dev->cpu, coupled);
513                         goto out;
514                 }
515
516                 if (coupled->prevent) {
517                         cpuidle_coupled_set_not_waiting(dev->cpu, coupled);
518                         goto out;
519                 }
520
521                 entered_state = cpuidle_enter_state(dev, drv,
522                         drv->safe_state_index);
523                 local_irq_disable();
524         }
525
526         cpuidle_coupled_clear_pokes(dev->cpu);
527         if (need_resched()) {
528                 cpuidle_coupled_set_not_waiting(dev->cpu, coupled);
529                 goto out;
530         }
531
532         /*
533          * Make sure final poke status for this cpu is visible before setting
534          * cpu as ready.
535          */
536         smp_wmb();
537
538         /*
539          * All coupled cpus are probably idle.  There is a small chance that
540          * one of the other cpus just became active.  Increment the ready count,
541          * and spin until all coupled cpus have incremented the counter. Once a
542          * cpu has incremented the ready counter, it cannot abort idle and must
543          * spin until either all cpus have incremented the ready counter, or
544          * another cpu leaves idle and decrements the waiting counter.
545          */
546
547         cpuidle_coupled_set_ready(coupled);
548         while (!cpuidle_coupled_cpus_ready(coupled)) {
549                 /* Check if any other cpus bailed out of idle. */
550                 if (!cpuidle_coupled_cpus_waiting(coupled))
551                         if (!cpuidle_coupled_set_not_ready(coupled))
552                                 goto retry;
553
554                 cpu_relax();
555         }
556
557         /*
558          * Make sure read of all cpus ready is done before reading pending pokes
559          */
560         smp_rmb();
561
562         /*
563          * There is a small chance that a cpu left and reentered idle after this
564          * cpu saw that all cpus were waiting.  The cpu that reentered idle will
565          * have sent this cpu a poke, which will still be pending after the
566          * ready loop.  The pending interrupt may be lost by the interrupt
567          * controller when entering the deep idle state.  It's not possible to
568          * clear a pending interrupt without turning interrupts on and handling
569          * it, and it's too late to turn on interrupts here, so reset the
570          * coupled idle state of all cpus and retry.
571          */
572         if (cpuidle_coupled_any_pokes_pending(coupled)) {
573                 cpuidle_coupled_set_done(dev->cpu, coupled);
574                 /* Wait for all cpus to see the pending pokes */
575                 cpuidle_coupled_parallel_barrier(dev, &coupled->abort_barrier);
576                 goto reset;
577         }
578
579         /* all cpus have acked the coupled state */
580         next_state = cpuidle_coupled_get_state(dev, coupled);
581
582         entered_state = cpuidle_enter_state(dev, drv, next_state);
583
584         cpuidle_coupled_set_done(dev->cpu, coupled);
585
586 out:
587         /*
588          * Normal cpuidle states are expected to return with irqs enabled.
589          * That leads to an inefficiency where a cpu receiving an interrupt
590          * that brings it out of idle will process that interrupt before
591          * exiting the idle enter function and decrementing ready_count.  All
592          * other cpus will need to spin waiting for the cpu that is processing
593          * the interrupt.  If the driver returns with interrupts disabled,
594          * all other cpus will loop back into the safe idle state instead of
595          * spinning, saving power.
596          *
597          * Calling local_irq_enable here allows coupled states to return with
598          * interrupts disabled, but won't cause problems for drivers that
599          * exit with interrupts enabled.
600          */
601         local_irq_enable();
602
603         /*
604          * Wait until all coupled cpus have exited idle.  There is no risk that
605          * a cpu exits and re-enters the ready state because this cpu has
606          * already decremented its waiting_count.
607          */
608         while (!cpuidle_coupled_no_cpus_ready(coupled))
609                 cpu_relax();
610
611         return entered_state;
612 }
613
614 static void cpuidle_coupled_update_online_cpus(struct cpuidle_coupled *coupled)
615 {
616         cpumask_t cpus;
617         cpumask_and(&cpus, cpu_online_mask, &coupled->coupled_cpus);
618         coupled->online_count = cpumask_weight(&cpus);
619 }
620
621 /**
622  * cpuidle_coupled_register_device - register a coupled cpuidle device
623  * @dev: struct cpuidle_device for the current cpu
624  *
625  * Called from cpuidle_register_device to handle coupled idle init.  Finds the
626  * cpuidle_coupled struct for this set of coupled cpus, or creates one if none
627  * exists yet.
628  */
629 int cpuidle_coupled_register_device(struct cpuidle_device *dev)
630 {
631         int cpu;
632         struct cpuidle_device *other_dev;
633         struct call_single_data *csd;
634         struct cpuidle_coupled *coupled;
635
636         if (cpumask_empty(&dev->coupled_cpus))
637                 return 0;
638
639         for_each_cpu(cpu, &dev->coupled_cpus) {
640                 other_dev = per_cpu(cpuidle_devices, cpu);
641                 if (other_dev && other_dev->coupled) {
642                         coupled = other_dev->coupled;
643                         goto have_coupled;
644                 }
645         }
646
647         /* No existing coupled info found, create a new one */
648         coupled = kzalloc(sizeof(struct cpuidle_coupled), GFP_KERNEL);
649         if (!coupled)
650                 return -ENOMEM;
651
652         coupled->coupled_cpus = dev->coupled_cpus;
653
654 have_coupled:
655         dev->coupled = coupled;
656         if (WARN_ON(!cpumask_equal(&dev->coupled_cpus, &coupled->coupled_cpus)))
657                 coupled->prevent++;
658
659         cpuidle_coupled_update_online_cpus(coupled);
660
661         coupled->refcnt++;
662
663         csd = &per_cpu(cpuidle_coupled_poke_cb, dev->cpu);
664         csd->func = cpuidle_coupled_handle_poke;
665         csd->info = (void *)(unsigned long)dev->cpu;
666
667         return 0;
668 }
669
670 /**
671  * cpuidle_coupled_unregister_device - unregister a coupled cpuidle device
672  * @dev: struct cpuidle_device for the current cpu
673  *
674  * Called from cpuidle_unregister_device to tear down coupled idle.  Removes the
675  * cpu from the coupled idle set, and frees the cpuidle_coupled_info struct if
676  * this was the last cpu in the set.
677  */
678 void cpuidle_coupled_unregister_device(struct cpuidle_device *dev)
679 {
680         struct cpuidle_coupled *coupled = dev->coupled;
681
682         if (cpumask_empty(&dev->coupled_cpus))
683                 return;
684
685         if (--coupled->refcnt)
686                 kfree(coupled);
687         dev->coupled = NULL;
688 }
689
690 /**
691  * cpuidle_coupled_prevent_idle - prevent cpus from entering a coupled state
692  * @coupled: the struct coupled that contains the cpu that is changing state
693  *
694  * Disables coupled cpuidle on a coupled set of cpus.  Used to ensure that
695  * cpu_online_mask doesn't change while cpus are coordinating coupled idle.
696  */
697 static void cpuidle_coupled_prevent_idle(struct cpuidle_coupled *coupled)
698 {
699         int cpu = get_cpu();
700
701         /* Force all cpus out of the waiting loop. */
702         coupled->prevent++;
703         cpuidle_coupled_poke_others(cpu, coupled);
704         put_cpu();
705         while (!cpuidle_coupled_no_cpus_waiting(coupled))
706                 cpu_relax();
707 }
708
709 /**
710  * cpuidle_coupled_allow_idle - allows cpus to enter a coupled state
711  * @coupled: the struct coupled that contains the cpu that is changing state
712  *
713  * Enables coupled cpuidle on a coupled set of cpus.  Used to ensure that
714  * cpu_online_mask doesn't change while cpus are coordinating coupled idle.
715  */
716 static void cpuidle_coupled_allow_idle(struct cpuidle_coupled *coupled)
717 {
718         int cpu = get_cpu();
719
720         /*
721          * Write barrier ensures readers see the new online_count when they
722          * see prevent == 0.
723          */
724         smp_wmb();
725         coupled->prevent--;
726         /* Force cpus out of the prevent loop. */
727         cpuidle_coupled_poke_others(cpu, coupled);
728         put_cpu();
729 }
730
731 /**
732  * cpuidle_coupled_cpu_notify - notifier called during hotplug transitions
733  * @nb: notifier block
734  * @action: hotplug transition
735  * @hcpu: target cpu number
736  *
737  * Called when a cpu is brought on or offline using hotplug.  Updates the
738  * coupled cpu set appropriately
739  */
740 static int cpuidle_coupled_cpu_notify(struct notifier_block *nb,
741                 unsigned long action, void *hcpu)
742 {
743         int cpu = (unsigned long)hcpu;
744         struct cpuidle_device *dev;
745
746         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
747         case CPU_UP_PREPARE:
748         case CPU_DOWN_PREPARE:
749         case CPU_ONLINE:
750         case CPU_DEAD:
751         case CPU_UP_CANCELED:
752         case CPU_DOWN_FAILED:
753                 break;
754         default:
755                 return NOTIFY_OK;
756         }
757
758         mutex_lock(&cpuidle_lock);
759
760         dev = per_cpu(cpuidle_devices, cpu);
761         if (!dev || !dev->coupled)
762                 goto out;
763
764         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
765         case CPU_UP_PREPARE:
766         case CPU_DOWN_PREPARE:
767                 cpuidle_coupled_prevent_idle(dev->coupled);
768                 break;
769         case CPU_ONLINE:
770         case CPU_DEAD:
771                 cpuidle_coupled_update_online_cpus(dev->coupled);
772                 /* Fall through */
773         case CPU_UP_CANCELED:
774         case CPU_DOWN_FAILED:
775                 cpuidle_coupled_allow_idle(dev->coupled);
776                 break;
777         }
778
779 out:
780         mutex_unlock(&cpuidle_lock);
781         return NOTIFY_OK;
782 }
783
784 static struct notifier_block cpuidle_coupled_cpu_notifier = {
785         .notifier_call = cpuidle_coupled_cpu_notify,
786 };
787
788 static int __init cpuidle_coupled_init(void)
789 {
790         return register_cpu_notifier(&cpuidle_coupled_cpu_notifier);
791 }
792 core_initcall(cpuidle_coupled_init);