Merge tag 'upstream-3.13-rc1' of git://git.infradead.org/linux-ubifs
[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 #ifdef CONFIG_USE_GENERIC_SMP_HELPERS
19 enum {
20         CSD_FLAG_LOCK           = 0x01,
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_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         raw_spin_lock_irqsave(&dst->lock, flags);
150         ipi = list_empty(&dst->list);
151         list_add_tail(&csd->list, &dst->list);
152         raw_spin_unlock_irqrestore(&dst->lock, flags);
153
154         /*
155          * The list addition should be visible before sending the IPI
156          * handler locks the list to pull the entry off it because of
157          * normal cache coherency rules implied by spinlocks.
158          *
159          * If IPIs can go out of order to the cache coherency protocol
160          * in an architecture, sufficient synchronisation should be added
161          * to arch code to make it appear to obey cache coherency WRT
162          * locking and barrier primitives. Generic code isn't really
163          * equipped to do the right thing...
164          */
165         if (ipi)
166                 arch_send_call_function_single_ipi(cpu);
167
168         if (wait)
169                 csd_lock_wait(csd);
170 }
171
172 /*
173  * Invoked by arch to handle an IPI for call function single. Must be
174  * called from the arch with interrupts disabled.
175  */
176 void generic_smp_call_function_single_interrupt(void)
177 {
178         struct call_single_queue *q = &__get_cpu_var(call_single_queue);
179         LIST_HEAD(list);
180
181         /*
182          * Shouldn't receive this interrupt on a cpu that is not yet online.
183          */
184         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(smp_processor_id()));
185
186         raw_spin_lock(&q->lock);
187         list_replace_init(&q->list, &list);
188         raw_spin_unlock(&q->lock);
189
190         while (!list_empty(&list)) {
191                 struct call_single_data *csd;
192
193                 csd = list_entry(list.next, struct call_single_data, list);
194                 list_del(&csd->list);
195
196                 csd->func(csd->info);
197
198                 csd_unlock(csd);
199         }
200 }
201
202 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct call_single_data, csd_data);
203
204 /*
205  * smp_call_function_single - Run a function on a specific CPU
206  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
207  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
208  * @wait: If true, wait until function has completed on other CPUs.
209  *
210  * Returns 0 on success, else a negative status code.
211  */
212 int smp_call_function_single(int cpu, smp_call_func_t func, void *info,
213                              int wait)
214 {
215         struct call_single_data d = {
216                 .flags = 0,
217         };
218         unsigned long flags;
219         int this_cpu;
220         int err = 0;
221
222         /*
223          * prevent preemption and reschedule on another processor,
224          * as well as CPU removal
225          */
226         this_cpu = get_cpu();
227
228         /*
229          * Can deadlock when called with interrupts disabled.
230          * We allow cpu's that are not yet online though, as no one else can
231          * send smp call function interrupt to this cpu and as such deadlocks
232          * can't happen.
233          */
234         WARN_ON_ONCE(cpu_online(this_cpu) && irqs_disabled()
235                      && !oops_in_progress);
236
237         if (cpu == this_cpu) {
238                 local_irq_save(flags);
239                 func(info);
240                 local_irq_restore(flags);
241         } else {
242                 if ((unsigned)cpu < nr_cpu_ids && cpu_online(cpu)) {
243                         struct call_single_data *csd = &d;
244
245                         if (!wait)
246                                 csd = &__get_cpu_var(csd_data);
247
248                         csd_lock(csd);
249
250                         csd->func = func;
251                         csd->info = info;
252                         generic_exec_single(cpu, csd, wait);
253                 } else {
254                         err = -ENXIO;   /* CPU not online */
255                 }
256         }
257
258         put_cpu();
259
260         return err;
261 }
262 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function_single);
263
264 /*
265  * smp_call_function_any - Run a function on any of the given cpus
266  * @mask: The mask of cpus it can run on.
267  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
268  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
269  * @wait: If true, wait until function has completed.
270  *
271  * Returns 0 on success, else a negative status code (if no cpus were online).
272  *
273  * Selection preference:
274  *      1) current cpu if in @mask
275  *      2) any cpu of current node if in @mask
276  *      3) any other online cpu in @mask
277  */
278 int smp_call_function_any(const struct cpumask *mask,
279                           smp_call_func_t func, void *info, int wait)
280 {
281         unsigned int cpu;
282         const struct cpumask *nodemask;
283         int ret;
284
285         /* Try for same CPU (cheapest) */
286         cpu = get_cpu();
287         if (cpumask_test_cpu(cpu, mask))
288                 goto call;
289
290         /* Try for same node. */
291         nodemask = cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
292         for (cpu = cpumask_first_and(nodemask, mask); cpu < nr_cpu_ids;
293              cpu = cpumask_next_and(cpu, nodemask, mask)) {
294                 if (cpu_online(cpu))
295                         goto call;
296         }
297
298         /* Any online will do: smp_call_function_single handles nr_cpu_ids. */
299         cpu = cpumask_any_and(mask, cpu_online_mask);
300 call:
301         ret = smp_call_function_single(cpu, func, info, wait);
302         put_cpu();
303         return ret;
304 }
305 EXPORT_SYMBOL_GPL(smp_call_function_any);
306
307 /**
308  * __smp_call_function_single(): Run a function on a specific CPU
309  * @cpu: The CPU to run on.
310  * @data: Pre-allocated and setup data structure
311  * @wait: If true, wait until function has completed on specified CPU.
312  *
313  * Like smp_call_function_single(), but allow caller to pass in a
314  * pre-allocated data structure. Useful for embedding @data inside
315  * other structures, for instance.
316  */
317 void __smp_call_function_single(int cpu, struct call_single_data *csd,
318                                 int wait)
319 {
320         unsigned int this_cpu;
321         unsigned long flags;
322
323         this_cpu = get_cpu();
324         /*
325          * Can deadlock when called with interrupts disabled.
326          * We allow cpu's that are not yet online though, as no one else can
327          * send smp call function interrupt to this cpu and as such deadlocks
328          * can't happen.
329          */
330         WARN_ON_ONCE(cpu_online(smp_processor_id()) && wait && irqs_disabled()
331                      && !oops_in_progress);
332
333         if (cpu == this_cpu) {
334                 local_irq_save(flags);
335                 csd->func(csd->info);
336                 local_irq_restore(flags);
337         } else {
338                 csd_lock(csd);
339                 generic_exec_single(cpu, csd, wait);
340         }
341         put_cpu();
342 }
343
344 /**
345  * smp_call_function_many(): Run a function on a set of other CPUs.
346  * @mask: The set of cpus to run on (only runs on online subset).
347  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
348  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
349  * @wait: If true, wait (atomically) until function has completed
350  *        on other CPUs.
351  *
352  * If @wait is true, then returns once @func has returned.
353  *
354  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
355  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler. Preemption
356  * must be disabled when calling this function.
357  */
358 void smp_call_function_many(const struct cpumask *mask,
359                             smp_call_func_t func, void *info, bool wait)
360 {
361         struct call_function_data *cfd;
362         int cpu, next_cpu, this_cpu = smp_processor_id();
363
364         /*
365          * Can deadlock when called with interrupts disabled.
366          * We allow cpu's that are not yet online though, as no one else can
367          * send smp call function interrupt to this cpu and as such deadlocks
368          * can't happen.
369          */
370         WARN_ON_ONCE(cpu_online(this_cpu) && irqs_disabled()
371                      && !oops_in_progress && !early_boot_irqs_disabled);
372
373         /* Try to fastpath.  So, what's a CPU they want? Ignoring this one. */
374         cpu = cpumask_first_and(mask, cpu_online_mask);
375         if (cpu == this_cpu)
376                 cpu = cpumask_next_and(cpu, mask, cpu_online_mask);
377
378         /* No online cpus?  We're done. */
379         if (cpu >= nr_cpu_ids)
380                 return;
381
382         /* Do we have another CPU which isn't us? */
383         next_cpu = cpumask_next_and(cpu, mask, cpu_online_mask);
384         if (next_cpu == this_cpu)
385                 next_cpu = cpumask_next_and(next_cpu, mask, cpu_online_mask);
386
387         /* Fastpath: do that cpu by itself. */
388         if (next_cpu >= nr_cpu_ids) {
389                 smp_call_function_single(cpu, func, info, wait);
390                 return;
391         }
392
393         cfd = &__get_cpu_var(cfd_data);
394
395         cpumask_and(cfd->cpumask, mask, cpu_online_mask);
396         cpumask_clear_cpu(this_cpu, cfd->cpumask);
397
398         /* Some callers race with other cpus changing the passed mask */
399         if (unlikely(!cpumask_weight(cfd->cpumask)))
400                 return;
401
402         /*
403          * After we put an entry into the list, cfd->cpumask may be cleared
404          * again when another CPU sends another IPI for a SMP function call, so
405          * cfd->cpumask will be zero.
406          */
407         cpumask_copy(cfd->cpumask_ipi, cfd->cpumask);
408
409         for_each_cpu(cpu, cfd->cpumask) {
410                 struct call_single_data *csd = per_cpu_ptr(cfd->csd, cpu);
411                 struct call_single_queue *dst =
412                                         &per_cpu(call_single_queue, cpu);
413                 unsigned long flags;
414
415                 csd_lock(csd);
416                 csd->func = func;
417                 csd->info = info;
418
419                 raw_spin_lock_irqsave(&dst->lock, flags);
420                 list_add_tail(&csd->list, &dst->list);
421                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dst->lock, flags);
422         }
423
424         /* Send a message to all CPUs in the map */
425         arch_send_call_function_ipi_mask(cfd->cpumask_ipi);
426
427         if (wait) {
428                 for_each_cpu(cpu, cfd->cpumask) {
429                         struct call_single_data *csd;
430
431                         csd = per_cpu_ptr(cfd->csd, cpu);
432                         csd_lock_wait(csd);
433                 }
434         }
435 }
436 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function_many);
437
438 /**
439  * smp_call_function(): Run a function on all other CPUs.
440  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
441  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
442  * @wait: If true, wait (atomically) until function has completed
443  *        on other CPUs.
444  *
445  * Returns 0.
446  *
447  * If @wait is true, then returns once @func has returned; otherwise
448  * it returns just before the target cpu calls @func.
449  *
450  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
451  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler.
452  */
453 int smp_call_function(smp_call_func_t func, void *info, int wait)
454 {
455         preempt_disable();
456         smp_call_function_many(cpu_online_mask, func, info, wait);
457         preempt_enable();
458
459         return 0;
460 }
461 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function);
462 #endif /* USE_GENERIC_SMP_HELPERS */
463
464 /* Setup configured maximum number of CPUs to activate */
465 unsigned int setup_max_cpus = NR_CPUS;
466 EXPORT_SYMBOL(setup_max_cpus);
467
468
469 /*
470  * Setup routine for controlling SMP activation
471  *
472  * Command-line option of "nosmp" or "maxcpus=0" will disable SMP
473  * activation entirely (the MPS table probe still happens, though).
474  *
475  * Command-line option of "maxcpus=<NUM>", where <NUM> is an integer
476  * greater than 0, limits the maximum number of CPUs activated in
477  * SMP mode to <NUM>.
478  */
479
480 void __weak arch_disable_smp_support(void) { }
481
482 static int __init nosmp(char *str)
483 {
484         setup_max_cpus = 0;
485         arch_disable_smp_support();
486
487         return 0;
488 }
489
490 early_param("nosmp", nosmp);
491
492 /* this is hard limit */
493 static int __init nrcpus(char *str)
494 {
495         int nr_cpus;
496
497         get_option(&str, &nr_cpus);
498         if (nr_cpus > 0 && nr_cpus < nr_cpu_ids)
499                 nr_cpu_ids = nr_cpus;
500
501         return 0;
502 }
503
504 early_param("nr_cpus", nrcpus);
505
506 static int __init maxcpus(char *str)
507 {
508         get_option(&str, &setup_max_cpus);
509         if (setup_max_cpus == 0)
510                 arch_disable_smp_support();
511
512         return 0;
513 }
514
515 early_param("maxcpus", maxcpus);
516
517 /* Setup number of possible processor ids */
518 int nr_cpu_ids __read_mostly = NR_CPUS;
519 EXPORT_SYMBOL(nr_cpu_ids);
520
521 /* An arch may set nr_cpu_ids earlier if needed, so this would be redundant */
522 void __init setup_nr_cpu_ids(void)
523 {
524         nr_cpu_ids = find_last_bit(cpumask_bits(cpu_possible_mask),NR_CPUS) + 1;
525 }
526
527 void __weak smp_announce(void)
528 {
529         printk(KERN_INFO "Brought up %d CPUs\n", num_online_cpus());
530 }
531
532 /* Called by boot processor to activate the rest. */
533 void __init smp_init(void)
534 {
535         unsigned int cpu;
536
537         idle_threads_init();
538
539         /* FIXME: This should be done in userspace --RR */
540         for_each_present_cpu(cpu) {
541                 if (num_online_cpus() >= setup_max_cpus)
542                         break;
543                 if (!cpu_online(cpu))
544                         cpu_up(cpu);
545         }
546
547         /* Any cleanup work */
548         smp_announce();
549         smp_cpus_done(setup_max_cpus);
550 }
551
552 /*
553  * Call a function on all processors.  May be used during early boot while
554  * early_boot_irqs_disabled is set.  Use local_irq_save/restore() instead
555  * of local_irq_disable/enable().
556  */
557 int on_each_cpu(void (*func) (void *info), void *info, int wait)
558 {
559         unsigned long flags;
560         int ret = 0;
561
562         preempt_disable();
563         ret = smp_call_function(func, info, wait);
564         local_irq_save(flags);
565         func(info);
566         local_irq_restore(flags);
567         preempt_enable();
568         return ret;
569 }
570 EXPORT_SYMBOL(on_each_cpu);
571
572 /**
573  * on_each_cpu_mask(): Run a function on processors specified by
574  * cpumask, which may include the local processor.
575  * @mask: The set of cpus to run on (only runs on online subset).
576  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
577  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
578  * @wait: If true, wait (atomically) until function has completed
579  *        on other CPUs.
580  *
581  * If @wait is true, then returns once @func has returned.
582  *
583  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
584  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler.  The
585  * exception is that it may be used during early boot while
586  * early_boot_irqs_disabled is set.
587  */
588 void on_each_cpu_mask(const struct cpumask *mask, smp_call_func_t func,
589                         void *info, bool wait)
590 {
591         int cpu = get_cpu();
592
593         smp_call_function_many(mask, func, info, wait);
594         if (cpumask_test_cpu(cpu, mask)) {
595                 unsigned long flags;
596                 local_irq_save(flags);
597                 func(info);
598                 local_irq_restore(flags);
599         }
600         put_cpu();
601 }
602 EXPORT_SYMBOL(on_each_cpu_mask);
603
604 /*
605  * on_each_cpu_cond(): Call a function on each processor for which
606  * the supplied function cond_func returns true, optionally waiting
607  * for all the required CPUs to finish. This may include the local
608  * processor.
609  * @cond_func:  A callback function that is passed a cpu id and
610  *              the the info parameter. The function is called
611  *              with preemption disabled. The function should
612  *              return a blooean value indicating whether to IPI
613  *              the specified CPU.
614  * @func:       The function to run on all applicable CPUs.
615  *              This must be fast and non-blocking.
616  * @info:       An arbitrary pointer to pass to both functions.
617  * @wait:       If true, wait (atomically) until function has
618  *              completed on other CPUs.
619  * @gfp_flags:  GFP flags to use when allocating the cpumask
620  *              used internally by the function.
621  *
622  * The function might sleep if the GFP flags indicates a non
623  * atomic allocation is allowed.
624  *
625  * Preemption is disabled to protect against CPUs going offline but not online.
626  * CPUs going online during the call will not be seen or sent an IPI.
627  *
628  * You must not call this function with disabled interrupts or
629  * from a hardware interrupt handler or from a bottom half handler.
630  */
631 void on_each_cpu_cond(bool (*cond_func)(int cpu, void *info),
632                         smp_call_func_t func, void *info, bool wait,
633                         gfp_t gfp_flags)
634 {
635         cpumask_var_t cpus;
636         int cpu, ret;
637
638         might_sleep_if(gfp_flags & __GFP_WAIT);
639
640         if (likely(zalloc_cpumask_var(&cpus, (gfp_flags|__GFP_NOWARN)))) {
641                 preempt_disable();
642                 for_each_online_cpu(cpu)
643                         if (cond_func(cpu, info))
644                                 cpumask_set_cpu(cpu, cpus);
645                 on_each_cpu_mask(cpus, func, info, wait);
646                 preempt_enable();
647                 free_cpumask_var(cpus);
648         } else {
649                 /*
650                  * No free cpumask, bother. No matter, we'll
651                  * just have to IPI them one by one.
652                  */
653                 preempt_disable();
654                 for_each_online_cpu(cpu)
655                         if (cond_func(cpu, info)) {
656                                 ret = smp_call_function_single(cpu, func,
657                                                                 info, wait);
658                                 WARN_ON_ONCE(!ret);
659                         }
660                 preempt_enable();
661         }
662 }
663 EXPORT_SYMBOL(on_each_cpu_cond);
664
665 static void do_nothing(void *unused)
666 {
667 }
668
669 /**
670  * kick_all_cpus_sync - Force all cpus out of idle
671  *
672  * Used to synchronize the update of pm_idle function pointer. It's
673  * called after the pointer is updated and returns after the dummy
674  * callback function has been executed on all cpus. The execution of
675  * the function can only happen on the remote cpus after they have
676  * left the idle function which had been called via pm_idle function
677  * pointer. So it's guaranteed that nothing uses the previous pointer
678  * anymore.
679  */
680 void kick_all_cpus_sync(void)
681 {
682         /* Make sure the change is visible before we kick the cpus */
683         smp_mb();
684         smp_call_function(do_nothing, NULL, 1);
685 }
686 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_all_cpus_sync);