kernel: remove CONFIG_USE_GENERIC_SMP_HELPERS
[cascardo/linux.git] / kernel / smp.c
1 /*
2  * Generic helpers for smp ipi calls
3  *
4  * (C) Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com> 2008
5  */
6 #include <linux/rcupdate.h>
7 #include <linux/rculist.h>
8 #include <linux/kernel.h>
9 #include <linux/export.h>
10 #include <linux/percpu.h>
11 #include <linux/init.h>
12 #include <linux/gfp.h>
13 #include <linux/smp.h>
14 #include <linux/cpu.h>
15
16 #include "smpboot.h"
17
18 enum {
19         CSD_FLAG_LOCK           = 0x01,
20         CSD_FLAG_WAIT           = 0x02,
21 };
22
23 struct call_function_data {
24         struct call_single_data __percpu *csd;
25         cpumask_var_t           cpumask;
26         cpumask_var_t           cpumask_ipi;
27 };
28
29 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct call_function_data, cfd_data);
30
31 struct call_single_queue {
32         struct list_head        list;
33         raw_spinlock_t          lock;
34 };
35
36 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct call_single_queue, call_single_queue);
37
38 static int
39 hotplug_cfd(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
40 {
41         long cpu = (long)hcpu;
42         struct call_function_data *cfd = &per_cpu(cfd_data, cpu);
43
44         switch (action) {
45         case CPU_UP_PREPARE:
46         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
47                 if (!zalloc_cpumask_var_node(&cfd->cpumask, GFP_KERNEL,
48                                 cpu_to_node(cpu)))
49                         return notifier_from_errno(-ENOMEM);
50                 if (!zalloc_cpumask_var_node(&cfd->cpumask_ipi, GFP_KERNEL,
51                                 cpu_to_node(cpu))) {
52                         free_cpumask_var(cfd->cpumask);
53                         return notifier_from_errno(-ENOMEM);
54                 }
55                 cfd->csd = alloc_percpu(struct call_single_data);
56                 if (!cfd->csd) {
57                         free_cpumask_var(cfd->cpumask_ipi);
58                         free_cpumask_var(cfd->cpumask);
59                         return notifier_from_errno(-ENOMEM);
60                 }
61                 break;
62
63 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
64         case CPU_UP_CANCELED:
65         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
66
67         case CPU_DEAD:
68         case CPU_DEAD_FROZEN:
69                 free_cpumask_var(cfd->cpumask);
70                 free_cpumask_var(cfd->cpumask_ipi);
71                 free_percpu(cfd->csd);
72                 break;
73 #endif
74         };
75
76         return NOTIFY_OK;
77 }
78
79 static struct notifier_block hotplug_cfd_notifier = {
80         .notifier_call          = hotplug_cfd,
81 };
82
83 void __init call_function_init(void)
84 {
85         void *cpu = (void *)(long)smp_processor_id();
86         int i;
87
88         for_each_possible_cpu(i) {
89                 struct call_single_queue *q = &per_cpu(call_single_queue, i);
90
91                 raw_spin_lock_init(&q->lock);
92                 INIT_LIST_HEAD(&q->list);
93         }
94
95         hotplug_cfd(&hotplug_cfd_notifier, CPU_UP_PREPARE, cpu);
96         register_cpu_notifier(&hotplug_cfd_notifier);
97 }
98
99 /*
100  * csd_lock/csd_unlock used to serialize access to per-cpu csd resources
101  *
102  * For non-synchronous ipi calls the csd can still be in use by the
103  * previous function call. For multi-cpu calls its even more interesting
104  * as we'll have to ensure no other cpu is observing our csd.
105  */
106 static void csd_lock_wait(struct call_single_data *csd)
107 {
108         while (csd->flags & CSD_FLAG_LOCK)
109                 cpu_relax();
110 }
111
112 static void csd_lock(struct call_single_data *csd)
113 {
114         csd_lock_wait(csd);
115         csd->flags |= CSD_FLAG_LOCK;
116
117         /*
118          * prevent CPU from reordering the above assignment
119          * to ->flags with any subsequent assignments to other
120          * fields of the specified call_single_data structure:
121          */
122         smp_mb();
123 }
124
125 static void csd_unlock(struct call_single_data *csd)
126 {
127         WARN_ON((csd->flags & CSD_FLAG_WAIT) && !(csd->flags & CSD_FLAG_LOCK));
128
129         /*
130          * ensure we're all done before releasing data:
131          */
132         smp_mb();
133
134         csd->flags &= ~CSD_FLAG_LOCK;
135 }
136
137 /*
138  * Insert a previously allocated call_single_data element
139  * for execution on the given CPU. data must already have
140  * ->func, ->info, and ->flags set.
141  */
142 static
143 void generic_exec_single(int cpu, struct call_single_data *csd, int wait)
144 {
145         struct call_single_queue *dst = &per_cpu(call_single_queue, cpu);
146         unsigned long flags;
147         int ipi;
148
149         if (wait)
150                 csd->flags |= CSD_FLAG_WAIT;
151
152         raw_spin_lock_irqsave(&dst->lock, flags);
153         ipi = list_empty(&dst->list);
154         list_add_tail(&csd->list, &dst->list);
155         raw_spin_unlock_irqrestore(&dst->lock, flags);
156
157         /*
158          * The list addition should be visible before sending the IPI
159          * handler locks the list to pull the entry off it because of
160          * normal cache coherency rules implied by spinlocks.
161          *
162          * If IPIs can go out of order to the cache coherency protocol
163          * in an architecture, sufficient synchronisation should be added
164          * to arch code to make it appear to obey cache coherency WRT
165          * locking and barrier primitives. Generic code isn't really
166          * equipped to do the right thing...
167          */
168         if (ipi)
169                 arch_send_call_function_single_ipi(cpu);
170
171         if (wait)
172                 csd_lock_wait(csd);
173 }
174
175 /*
176  * Invoked by arch to handle an IPI for call function single. Must be
177  * called from the arch with interrupts disabled.
178  */
179 void generic_smp_call_function_single_interrupt(void)
180 {
181         struct call_single_queue *q = &__get_cpu_var(call_single_queue);
182         LIST_HEAD(list);
183
184         /*
185          * Shouldn't receive this interrupt on a cpu that is not yet online.
186          */
187         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(smp_processor_id()));
188
189         raw_spin_lock(&q->lock);
190         list_replace_init(&q->list, &list);
191         raw_spin_unlock(&q->lock);
192
193         while (!list_empty(&list)) {
194                 struct call_single_data *csd;
195
196                 csd = list_entry(list.next, struct call_single_data, list);
197                 list_del(&csd->list);
198
199                 csd->func(csd->info);
200
201                 csd_unlock(csd);
202         }
203 }
204
205 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct call_single_data, csd_data);
206
207 /*
208  * smp_call_function_single - Run a function on a specific CPU
209  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
210  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
211  * @wait: If true, wait until function has completed on other CPUs.
212  *
213  * Returns 0 on success, else a negative status code.
214  */
215 int smp_call_function_single(int cpu, smp_call_func_t func, void *info,
216                              int wait)
217 {
218         struct call_single_data d = {
219                 .flags = 0,
220         };
221         unsigned long flags;
222         int this_cpu;
223         int err = 0;
224
225         /*
226          * prevent preemption and reschedule on another processor,
227          * as well as CPU removal
228          */
229         this_cpu = get_cpu();
230
231         /*
232          * Can deadlock when called with interrupts disabled.
233          * We allow cpu's that are not yet online though, as no one else can
234          * send smp call function interrupt to this cpu and as such deadlocks
235          * can't happen.
236          */
237         WARN_ON_ONCE(cpu_online(this_cpu) && irqs_disabled()
238                      && !oops_in_progress);
239
240         if (cpu == this_cpu) {
241                 local_irq_save(flags);
242                 func(info);
243                 local_irq_restore(flags);
244         } else {
245                 if ((unsigned)cpu < nr_cpu_ids && cpu_online(cpu)) {
246                         struct call_single_data *csd = &d;
247
248                         if (!wait)
249                                 csd = &__get_cpu_var(csd_data);
250
251                         csd_lock(csd);
252
253                         csd->func = func;
254                         csd->info = info;
255                         generic_exec_single(cpu, csd, wait);
256                 } else {
257                         err = -ENXIO;   /* CPU not online */
258                 }
259         }
260
261         put_cpu();
262
263         return err;
264 }
265 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function_single);
266
267 /*
268  * smp_call_function_any - Run a function on any of the given cpus
269  * @mask: The mask of cpus it can run on.
270  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
271  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
272  * @wait: If true, wait until function has completed.
273  *
274  * Returns 0 on success, else a negative status code (if no cpus were online).
275  *
276  * Selection preference:
277  *      1) current cpu if in @mask
278  *      2) any cpu of current node if in @mask
279  *      3) any other online cpu in @mask
280  */
281 int smp_call_function_any(const struct cpumask *mask,
282                           smp_call_func_t func, void *info, int wait)
283 {
284         unsigned int cpu;
285         const struct cpumask *nodemask;
286         int ret;
287
288         /* Try for same CPU (cheapest) */
289         cpu = get_cpu();
290         if (cpumask_test_cpu(cpu, mask))
291                 goto call;
292
293         /* Try for same node. */
294         nodemask = cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
295         for (cpu = cpumask_first_and(nodemask, mask); cpu < nr_cpu_ids;
296              cpu = cpumask_next_and(cpu, nodemask, mask)) {
297                 if (cpu_online(cpu))
298                         goto call;
299         }
300
301         /* Any online will do: smp_call_function_single handles nr_cpu_ids. */
302         cpu = cpumask_any_and(mask, cpu_online_mask);
303 call:
304         ret = smp_call_function_single(cpu, func, info, wait);
305         put_cpu();
306         return ret;
307 }
308 EXPORT_SYMBOL_GPL(smp_call_function_any);
309
310 /**
311  * __smp_call_function_single(): Run a function on a specific CPU
312  * @cpu: The CPU to run on.
313  * @data: Pre-allocated and setup data structure
314  * @wait: If true, wait until function has completed on specified CPU.
315  *
316  * Like smp_call_function_single(), but allow caller to pass in a
317  * pre-allocated data structure. Useful for embedding @data inside
318  * other structures, for instance.
319  */
320 void __smp_call_function_single(int cpu, struct call_single_data *csd,
321                                 int wait)
322 {
323         unsigned int this_cpu;
324         unsigned long flags;
325
326         this_cpu = get_cpu();
327         /*
328          * Can deadlock when called with interrupts disabled.
329          * We allow cpu's that are not yet online though, as no one else can
330          * send smp call function interrupt to this cpu and as such deadlocks
331          * can't happen.
332          */
333         WARN_ON_ONCE(cpu_online(smp_processor_id()) && wait && irqs_disabled()
334                      && !oops_in_progress);
335
336         if (cpu == this_cpu) {
337                 local_irq_save(flags);
338                 csd->func(csd->info);
339                 local_irq_restore(flags);
340         } else {
341                 csd_lock(csd);
342                 generic_exec_single(cpu, csd, wait);
343         }
344         put_cpu();
345 }
346 EXPORT_SYMBOL_GPL(__smp_call_function_single);
347
348 /**
349  * smp_call_function_many(): Run a function on a set of other CPUs.
350  * @mask: The set of cpus to run on (only runs on online subset).
351  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
352  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
353  * @wait: If true, wait (atomically) until function has completed
354  *        on other CPUs.
355  *
356  * If @wait is true, then returns once @func has returned.
357  *
358  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
359  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler. Preemption
360  * must be disabled when calling this function.
361  */
362 void smp_call_function_many(const struct cpumask *mask,
363                             smp_call_func_t func, void *info, bool wait)
364 {
365         struct call_function_data *cfd;
366         int cpu, next_cpu, this_cpu = smp_processor_id();
367
368         /*
369          * Can deadlock when called with interrupts disabled.
370          * We allow cpu's that are not yet online though, as no one else can
371          * send smp call function interrupt to this cpu and as such deadlocks
372          * can't happen.
373          */
374         WARN_ON_ONCE(cpu_online(this_cpu) && irqs_disabled()
375                      && !oops_in_progress && !early_boot_irqs_disabled);
376
377         /* Try to fastpath.  So, what's a CPU they want? Ignoring this one. */
378         cpu = cpumask_first_and(mask, cpu_online_mask);
379         if (cpu == this_cpu)
380                 cpu = cpumask_next_and(cpu, mask, cpu_online_mask);
381
382         /* No online cpus?  We're done. */
383         if (cpu >= nr_cpu_ids)
384                 return;
385
386         /* Do we have another CPU which isn't us? */
387         next_cpu = cpumask_next_and(cpu, mask, cpu_online_mask);
388         if (next_cpu == this_cpu)
389                 next_cpu = cpumask_next_and(next_cpu, mask, cpu_online_mask);
390
391         /* Fastpath: do that cpu by itself. */
392         if (next_cpu >= nr_cpu_ids) {
393                 smp_call_function_single(cpu, func, info, wait);
394                 return;
395         }
396
397         cfd = &__get_cpu_var(cfd_data);
398
399         cpumask_and(cfd->cpumask, mask, cpu_online_mask);
400         cpumask_clear_cpu(this_cpu, cfd->cpumask);
401
402         /* Some callers race with other cpus changing the passed mask */
403         if (unlikely(!cpumask_weight(cfd->cpumask)))
404                 return;
405
406         /*
407          * After we put an entry into the list, cfd->cpumask may be cleared
408          * again when another CPU sends another IPI for a SMP function call, so
409          * cfd->cpumask will be zero.
410          */
411         cpumask_copy(cfd->cpumask_ipi, cfd->cpumask);
412
413         for_each_cpu(cpu, cfd->cpumask) {
414                 struct call_single_data *csd = per_cpu_ptr(cfd->csd, cpu);
415                 struct call_single_queue *dst =
416                                         &per_cpu(call_single_queue, cpu);
417                 unsigned long flags;
418
419                 csd_lock(csd);
420                 csd->func = func;
421                 csd->info = info;
422
423                 raw_spin_lock_irqsave(&dst->lock, flags);
424                 list_add_tail(&csd->list, &dst->list);
425                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dst->lock, flags);
426         }
427
428         /* Send a message to all CPUs in the map */
429         arch_send_call_function_ipi_mask(cfd->cpumask_ipi);
430
431         if (wait) {
432                 for_each_cpu(cpu, cfd->cpumask) {
433                         struct call_single_data *csd;
434
435                         csd = per_cpu_ptr(cfd->csd, cpu);
436                         csd_lock_wait(csd);
437                 }
438         }
439 }
440 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function_many);
441
442 /**
443  * smp_call_function(): Run a function on all other CPUs.
444  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
445  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
446  * @wait: If true, wait (atomically) until function has completed
447  *        on other CPUs.
448  *
449  * Returns 0.
450  *
451  * If @wait is true, then returns once @func has returned; otherwise
452  * it returns just before the target cpu calls @func.
453  *
454  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
455  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler.
456  */
457 int smp_call_function(smp_call_func_t func, void *info, int wait)
458 {
459         preempt_disable();
460         smp_call_function_many(cpu_online_mask, func, info, wait);
461         preempt_enable();
462
463         return 0;
464 }
465 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function);
466
467 /* Setup configured maximum number of CPUs to activate */
468 unsigned int setup_max_cpus = NR_CPUS;
469 EXPORT_SYMBOL(setup_max_cpus);
470
471
472 /*
473  * Setup routine for controlling SMP activation
474  *
475  * Command-line option of "nosmp" or "maxcpus=0" will disable SMP
476  * activation entirely (the MPS table probe still happens, though).
477  *
478  * Command-line option of "maxcpus=<NUM>", where <NUM> is an integer
479  * greater than 0, limits the maximum number of CPUs activated in
480  * SMP mode to <NUM>.
481  */
482
483 void __weak arch_disable_smp_support(void) { }
484
485 static int __init nosmp(char *str)
486 {
487         setup_max_cpus = 0;
488         arch_disable_smp_support();
489
490         return 0;
491 }
492
493 early_param("nosmp", nosmp);
494
495 /* this is hard limit */
496 static int __init nrcpus(char *str)
497 {
498         int nr_cpus;
499
500         get_option(&str, &nr_cpus);
501         if (nr_cpus > 0 && nr_cpus < nr_cpu_ids)
502                 nr_cpu_ids = nr_cpus;
503
504         return 0;
505 }
506
507 early_param("nr_cpus", nrcpus);
508
509 static int __init maxcpus(char *str)
510 {
511         get_option(&str, &setup_max_cpus);
512         if (setup_max_cpus == 0)
513                 arch_disable_smp_support();
514
515         return 0;
516 }
517
518 early_param("maxcpus", maxcpus);
519
520 /* Setup number of possible processor ids */
521 int nr_cpu_ids __read_mostly = NR_CPUS;
522 EXPORT_SYMBOL(nr_cpu_ids);
523
524 /* An arch may set nr_cpu_ids earlier if needed, so this would be redundant */
525 void __init setup_nr_cpu_ids(void)
526 {
527         nr_cpu_ids = find_last_bit(cpumask_bits(cpu_possible_mask),NR_CPUS) + 1;
528 }
529
530 void __weak smp_announce(void)
531 {
532         printk(KERN_INFO "Brought up %d CPUs\n", num_online_cpus());
533 }
534
535 /* Called by boot processor to activate the rest. */
536 void __init smp_init(void)
537 {
538         unsigned int cpu;
539
540         idle_threads_init();
541
542         /* FIXME: This should be done in userspace --RR */
543         for_each_present_cpu(cpu) {
544                 if (num_online_cpus() >= setup_max_cpus)
545                         break;
546                 if (!cpu_online(cpu))
547                         cpu_up(cpu);
548         }
549
550         /* Any cleanup work */
551         smp_announce();
552         smp_cpus_done(setup_max_cpus);
553 }
554
555 /*
556  * Call a function on all processors.  May be used during early boot while
557  * early_boot_irqs_disabled is set.  Use local_irq_save/restore() instead
558  * of local_irq_disable/enable().
559  */
560 int on_each_cpu(void (*func) (void *info), void *info, int wait)
561 {
562         unsigned long flags;
563         int ret = 0;
564
565         preempt_disable();
566         ret = smp_call_function(func, info, wait);
567         local_irq_save(flags);
568         func(info);
569         local_irq_restore(flags);
570         preempt_enable();
571         return ret;
572 }
573 EXPORT_SYMBOL(on_each_cpu);
574
575 /**
576  * on_each_cpu_mask(): Run a function on processors specified by
577  * cpumask, which may include the local processor.
578  * @mask: The set of cpus to run on (only runs on online subset).
579  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
580  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
581  * @wait: If true, wait (atomically) until function has completed
582  *        on other CPUs.
583  *
584  * If @wait is true, then returns once @func has returned.
585  *
586  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
587  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler.  The
588  * exception is that it may be used during early boot while
589  * early_boot_irqs_disabled is set.
590  */
591 void on_each_cpu_mask(const struct cpumask *mask, smp_call_func_t func,
592                         void *info, bool wait)
593 {
594         int cpu = get_cpu();
595
596         smp_call_function_many(mask, func, info, wait);
597         if (cpumask_test_cpu(cpu, mask)) {
598                 unsigned long flags;
599                 local_irq_save(flags);
600                 func(info);
601                 local_irq_restore(flags);
602         }
603         put_cpu();
604 }
605 EXPORT_SYMBOL(on_each_cpu_mask);
606
607 /*
608  * on_each_cpu_cond(): Call a function on each processor for which
609  * the supplied function cond_func returns true, optionally waiting
610  * for all the required CPUs to finish. This may include the local
611  * processor.
612  * @cond_func:  A callback function that is passed a cpu id and
613  *              the the info parameter. The function is called
614  *              with preemption disabled. The function should
615  *              return a blooean value indicating whether to IPI
616  *              the specified CPU.
617  * @func:       The function to run on all applicable CPUs.
618  *              This must be fast and non-blocking.
619  * @info:       An arbitrary pointer to pass to both functions.
620  * @wait:       If true, wait (atomically) until function has
621  *              completed on other CPUs.
622  * @gfp_flags:  GFP flags to use when allocating the cpumask
623  *              used internally by the function.
624  *
625  * The function might sleep if the GFP flags indicates a non
626  * atomic allocation is allowed.
627  *
628  * Preemption is disabled to protect against CPUs going offline but not online.
629  * CPUs going online during the call will not be seen or sent an IPI.
630  *
631  * You must not call this function with disabled interrupts or
632  * from a hardware interrupt handler or from a bottom half handler.
633  */
634 void on_each_cpu_cond(bool (*cond_func)(int cpu, void *info),
635                         smp_call_func_t func, void *info, bool wait,
636                         gfp_t gfp_flags)
637 {
638         cpumask_var_t cpus;
639         int cpu, ret;
640
641         might_sleep_if(gfp_flags & __GFP_WAIT);
642
643         if (likely(zalloc_cpumask_var(&cpus, (gfp_flags|__GFP_NOWARN)))) {
644                 preempt_disable();
645                 for_each_online_cpu(cpu)
646                         if (cond_func(cpu, info))
647                                 cpumask_set_cpu(cpu, cpus);
648                 on_each_cpu_mask(cpus, func, info, wait);
649                 preempt_enable();
650                 free_cpumask_var(cpus);
651         } else {
652                 /*
653                  * No free cpumask, bother. No matter, we'll
654                  * just have to IPI them one by one.
655                  */
656                 preempt_disable();
657                 for_each_online_cpu(cpu)
658                         if (cond_func(cpu, info)) {
659                                 ret = smp_call_function_single(cpu, func,
660                                                                 info, wait);
661                                 WARN_ON_ONCE(!ret);
662                         }
663                 preempt_enable();
664         }
665 }
666 EXPORT_SYMBOL(on_each_cpu_cond);
667
668 static void do_nothing(void *unused)
669 {
670 }
671
672 /**
673  * kick_all_cpus_sync - Force all cpus out of idle
674  *
675  * Used to synchronize the update of pm_idle function pointer. It's
676  * called after the pointer is updated and returns after the dummy
677  * callback function has been executed on all cpus. The execution of
678  * the function can only happen on the remote cpus after they have
679  * left the idle function which had been called via pm_idle function
680  * pointer. So it's guaranteed that nothing uses the previous pointer
681  * anymore.
682  */
683 void kick_all_cpus_sync(void)
684 {
685         /* Make sure the change is visible before we kick the cpus */
686         smp_mb();
687         smp_call_function(do_nothing, NULL, 1);
688 }
689 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_all_cpus_sync);