259c8051155d9e34c783f9499b606ac780f8dd84
[linux-2.6.git] / include / linux / cpumask.h
1 #ifndef __LINUX_CPUMASK_H
2 #define __LINUX_CPUMASK_H
3
4 /*
5  * Cpumasks provide a bitmap suitable for representing the
6  * set of CPU's in a system, one bit position per CPU number.
7  *
8  * See detailed comments in the file linux/bitmap.h describing the
9  * data type on which these cpumasks are based.
10  *
11  * For details of cpumask_scnprintf() and cpumask_parse_user(),
12  * see bitmap_scnprintf() and bitmap_parse_user() in lib/bitmap.c.
13  * For details of cpulist_scnprintf() and cpulist_parse(), see
14  * bitmap_scnlistprintf() and bitmap_parselist(), also in bitmap.c.
15  * For details of cpu_remap(), see bitmap_bitremap in lib/bitmap.c
16  * For details of cpus_remap(), see bitmap_remap in lib/bitmap.c.
17  *
18  * The available cpumask operations are:
19  *
20  * void cpu_set(cpu, mask)              turn on bit 'cpu' in mask
21  * void cpu_clear(cpu, mask)            turn off bit 'cpu' in mask
22  * void cpus_setall(mask)               set all bits
23  * void cpus_clear(mask)                clear all bits
24  * int cpu_isset(cpu, mask)             true iff bit 'cpu' set in mask
25  * int cpu_test_and_set(cpu, mask)      test and set bit 'cpu' in mask
26  *
27  * void cpus_and(dst, src1, src2)       dst = src1 & src2  [intersection]
28  * void cpus_or(dst, src1, src2)        dst = src1 | src2  [union]
29  * void cpus_xor(dst, src1, src2)       dst = src1 ^ src2
30  * void cpus_andnot(dst, src1, src2)    dst = src1 & ~src2
31  * void cpus_complement(dst, src)       dst = ~src
32  *
33  * int cpus_equal(mask1, mask2)         Does mask1 == mask2?
34  * int cpus_intersects(mask1, mask2)    Do mask1 and mask2 intersect?
35  * int cpus_subset(mask1, mask2)        Is mask1 a subset of mask2?
36  * int cpus_empty(mask)                 Is mask empty (no bits sets)?
37  * int cpus_full(mask)                  Is mask full (all bits sets)?
38  * int cpus_weight(mask)                Hamming weigh - number of set bits
39  *
40  * void cpus_shift_right(dst, src, n)   Shift right
41  * void cpus_shift_left(dst, src, n)    Shift left
42  *
43  * int first_cpu(mask)                  Number lowest set bit, or NR_CPUS
44  * int next_cpu(cpu, mask)              Next cpu past 'cpu', or NR_CPUS
45  *
46  * cpumask_t cpumask_of_cpu(cpu)        Return cpumask with bit 'cpu' set
47  * CPU_MASK_ALL                         Initializer - all bits set
48  * CPU_MASK_NONE                        Initializer - no bits set
49  * unsigned long *cpus_addr(mask)       Array of unsigned long's in mask
50  *
51  * int cpumask_scnprintf(buf, len, mask) Format cpumask for printing
52  * int cpumask_parse_user(ubuf, ulen, mask)     Parse ascii string as cpumask
53  * int cpulist_scnprintf(buf, len, mask) Format cpumask as list for printing
54  * int cpulist_parse(buf, map)          Parse ascii string as cpulist
55  * int cpu_remap(oldbit, old, new)      newbit = map(old, new)(oldbit)
56  * int cpus_remap(dst, src, old, new)   *dst = map(old, new)(src)
57  *
58  * for_each_cpu_mask(cpu, mask)         for-loop cpu over mask
59  *
60  * int num_online_cpus()                Number of online CPUs
61  * int num_possible_cpus()              Number of all possible CPUs
62  * int num_present_cpus()               Number of present CPUs
63  *
64  * int cpu_online(cpu)                  Is some cpu online?
65  * int cpu_possible(cpu)                Is some cpu possible?
66  * int cpu_present(cpu)                 Is some cpu present (can schedule)?
67  *
68  * int any_online_cpu(mask)             First online cpu in mask
69  *
70  * for_each_possible_cpu(cpu)           for-loop cpu over cpu_possible_map
71  * for_each_online_cpu(cpu)             for-loop cpu over cpu_online_map
72  * for_each_present_cpu(cpu)            for-loop cpu over cpu_present_map
73  *
74  * Subtlety:
75  * 1) The 'type-checked' form of cpu_isset() causes gcc (3.3.2, anyway)
76  *    to generate slightly worse code.  Note for example the additional
77  *    40 lines of assembly code compiling the "for each possible cpu"
78  *    loops buried in the disk_stat_read() macros calls when compiling
79  *    drivers/block/genhd.c (arch i386, CONFIG_SMP=y).  So use a simple
80  *    one-line #define for cpu_isset(), instead of wrapping an inline
81  *    inside a macro, the way we do the other calls.
82  */
83
84 #include <linux/kernel.h>
85 #include <linux/threads.h>
86 #include <linux/bitmap.h>
87
88 typedef struct { DECLARE_BITMAP(bits, NR_CPUS); } cpumask_t;
89 extern cpumask_t _unused_cpumask_arg_;
90
91 #define cpu_set(cpu, dst) __cpu_set((cpu), &(dst))
92 static inline void __cpu_set(int cpu, volatile cpumask_t *dstp)
93 {
94         set_bit(cpu, dstp->bits);
95 }
96
97 #define cpu_clear(cpu, dst) __cpu_clear((cpu), &(dst))
98 static inline void __cpu_clear(int cpu, volatile cpumask_t *dstp)
99 {
100         clear_bit(cpu, dstp->bits);
101 }
102
103 #define cpus_setall(dst) __cpus_setall(&(dst), NR_CPUS)
104 static inline void __cpus_setall(cpumask_t *dstp, int nbits)
105 {
106         bitmap_fill(dstp->bits, nbits);
107 }
108
109 #define cpus_clear(dst) __cpus_clear(&(dst), NR_CPUS)
110 static inline void __cpus_clear(cpumask_t *dstp, int nbits)
111 {
112         bitmap_zero(dstp->bits, nbits);
113 }
114
115 /* No static inline type checking - see Subtlety (1) above. */
116 #define cpu_isset(cpu, cpumask) test_bit((cpu), (cpumask).bits)
117
118 #define cpu_test_and_set(cpu, cpumask) __cpu_test_and_set((cpu), &(cpumask))
119 static inline int __cpu_test_and_set(int cpu, cpumask_t *addr)
120 {
121         return test_and_set_bit(cpu, addr->bits);
122 }
123
124 #define cpus_and(dst, src1, src2) __cpus_and(&(dst), &(src1), &(src2), NR_CPUS)
125 static inline void __cpus_and(cpumask_t *dstp, const cpumask_t *src1p,
126                                         const cpumask_t *src2p, int nbits)
127 {
128         bitmap_and(dstp->bits, src1p->bits, src2p->bits, nbits);
129 }
130
131 #define cpus_or(dst, src1, src2) __cpus_or(&(dst), &(src1), &(src2), NR_CPUS)
132 static inline void __cpus_or(cpumask_t *dstp, const cpumask_t *src1p,
133                                         const cpumask_t *src2p, int nbits)
134 {
135         bitmap_or(dstp->bits, src1p->bits, src2p->bits, nbits);
136 }
137
138 #define cpus_xor(dst, src1, src2) __cpus_xor(&(dst), &(src1), &(src2), NR_CPUS)
139 static inline void __cpus_xor(cpumask_t *dstp, const cpumask_t *src1p,
140                                         const cpumask_t *src2p, int nbits)
141 {
142         bitmap_xor(dstp->bits, src1p->bits, src2p->bits, nbits);
143 }
144
145 #define cpus_andnot(dst, src1, src2) \
146                                 __cpus_andnot(&(dst), &(src1), &(src2), NR_CPUS)
147 static inline void __cpus_andnot(cpumask_t *dstp, const cpumask_t *src1p,
148                                         const cpumask_t *src2p, int nbits)
149 {
150         bitmap_andnot(dstp->bits, src1p->bits, src2p->bits, nbits);
151 }
152
153 #define cpus_complement(dst, src) __cpus_complement(&(dst), &(src), NR_CPUS)
154 static inline void __cpus_complement(cpumask_t *dstp,
155                                         const cpumask_t *srcp, int nbits)
156 {
157         bitmap_complement(dstp->bits, srcp->bits, nbits);
158 }
159
160 #define cpus_equal(src1, src2) __cpus_equal(&(src1), &(src2), NR_CPUS)
161 static inline int __cpus_equal(const cpumask_t *src1p,
162                                         const cpumask_t *src2p, int nbits)
163 {
164         return bitmap_equal(src1p->bits, src2p->bits, nbits);
165 }
166
167 #define cpus_intersects(src1, src2) __cpus_intersects(&(src1), &(src2), NR_CPUS)
168 static inline int __cpus_intersects(const cpumask_t *src1p,
169                                         const cpumask_t *src2p, int nbits)
170 {
171         return bitmap_intersects(src1p->bits, src2p->bits, nbits);
172 }
173
174 #define cpus_subset(src1, src2) __cpus_subset(&(src1), &(src2), NR_CPUS)
175 static inline int __cpus_subset(const cpumask_t *src1p,
176                                         const cpumask_t *src2p, int nbits)
177 {
178         return bitmap_subset(src1p->bits, src2p->bits, nbits);
179 }
180
181 #define cpus_empty(src) __cpus_empty(&(src), NR_CPUS)
182 static inline int __cpus_empty(const cpumask_t *srcp, int nbits)
183 {
184         return bitmap_empty(srcp->bits, nbits);
185 }
186
187 #define cpus_full(cpumask) __cpus_full(&(cpumask), NR_CPUS)
188 static inline int __cpus_full(const cpumask_t *srcp, int nbits)
189 {
190         return bitmap_full(srcp->bits, nbits);
191 }
192
193 #define cpus_weight(cpumask) __cpus_weight(&(cpumask), NR_CPUS)
194 static inline int __cpus_weight(const cpumask_t *srcp, int nbits)
195 {
196         return bitmap_weight(srcp->bits, nbits);
197 }
198
199 #define cpus_shift_right(dst, src, n) \
200                         __cpus_shift_right(&(dst), &(src), (n), NR_CPUS)
201 static inline void __cpus_shift_right(cpumask_t *dstp,
202                                         const cpumask_t *srcp, int n, int nbits)
203 {
204         bitmap_shift_right(dstp->bits, srcp->bits, n, nbits);
205 }
206
207 #define cpus_shift_left(dst, src, n) \
208                         __cpus_shift_left(&(dst), &(src), (n), NR_CPUS)
209 static inline void __cpus_shift_left(cpumask_t *dstp,
210                                         const cpumask_t *srcp, int n, int nbits)
211 {
212         bitmap_shift_left(dstp->bits, srcp->bits, n, nbits);
213 }
214
215 #ifdef CONFIG_SMP
216 int __first_cpu(const cpumask_t *srcp);
217 #define first_cpu(src) __first_cpu(&(src))
218 int __next_cpu(int n, const cpumask_t *srcp);
219 #define next_cpu(n, src) __next_cpu((n), &(src))
220 #else
221 #define first_cpu(src)          ({ (void)(src); 0; })
222 #define next_cpu(n, src)        ({ (void)(src); 1; })
223 #endif
224
225 #ifdef CONFIG_HAVE_CPUMASK_OF_CPU_MAP
226 extern cpumask_t *cpumask_of_cpu_map;
227 #define cpumask_of_cpu(cpu)    (cpumask_of_cpu_map[cpu])
228
229 #else
230 #define cpumask_of_cpu(cpu)                                             \
231 (*({                                                                    \
232         typeof(_unused_cpumask_arg_) m;                                 \
233         if (sizeof(m) == sizeof(unsigned long)) {                       \
234                 m.bits[0] = 1UL<<(cpu);                                 \
235         } else {                                                        \
236                 cpus_clear(m);                                          \
237                 cpu_set((cpu), m);                                      \
238         }                                                               \
239         &m;                                                             \
240 }))
241 #endif
242
243 #define CPU_MASK_LAST_WORD BITMAP_LAST_WORD_MASK(NR_CPUS)
244
245 #if NR_CPUS <= BITS_PER_LONG
246
247 #define CPU_MASK_ALL                                                    \
248 (cpumask_t) { {                                                         \
249         [BITS_TO_LONGS(NR_CPUS)-1] = CPU_MASK_LAST_WORD                 \
250 } }
251
252 #define CPU_MASK_ALL_PTR        (&CPU_MASK_ALL)
253
254 #else
255
256 #define CPU_MASK_ALL                                                    \
257 (cpumask_t) { {                                                         \
258         [0 ... BITS_TO_LONGS(NR_CPUS)-2] = ~0UL,                        \
259         [BITS_TO_LONGS(NR_CPUS)-1] = CPU_MASK_LAST_WORD                 \
260 } }
261
262 /* cpu_mask_all is in init/main.c */
263 extern cpumask_t cpu_mask_all;
264 #define CPU_MASK_ALL_PTR        (&cpu_mask_all)
265
266 #endif
267
268 #define CPU_MASK_NONE                                                   \
269 (cpumask_t) { {                                                         \
270         [0 ... BITS_TO_LONGS(NR_CPUS)-1] =  0UL                         \
271 } }
272
273 #define CPU_MASK_CPU0                                                   \
274 (cpumask_t) { {                                                         \
275         [0] =  1UL                                                      \
276 } }
277
278 #define cpus_addr(src) ((src).bits)
279
280 #define cpumask_scnprintf(buf, len, src) \
281                         __cpumask_scnprintf((buf), (len), &(src), NR_CPUS)
282 static inline int __cpumask_scnprintf(char *buf, int len,
283                                         const cpumask_t *srcp, int nbits)
284 {
285         return bitmap_scnprintf(buf, len, srcp->bits, nbits);
286 }
287
288 #define cpumask_scnprintf_len(len) \
289                         __cpumask_scnprintf_len((len))
290 static inline int __cpumask_scnprintf_len(int len)
291 {
292         return bitmap_scnprintf_len(len);
293 }
294
295 #define cpumask_parse_user(ubuf, ulen, dst) \
296                         __cpumask_parse_user((ubuf), (ulen), &(dst), NR_CPUS)
297 static inline int __cpumask_parse_user(const char __user *buf, int len,
298                                         cpumask_t *dstp, int nbits)
299 {
300         return bitmap_parse_user(buf, len, dstp->bits, nbits);
301 }
302
303 #define cpulist_scnprintf(buf, len, src) \
304                         __cpulist_scnprintf((buf), (len), &(src), NR_CPUS)
305 static inline int __cpulist_scnprintf(char *buf, int len,
306                                         const cpumask_t *srcp, int nbits)
307 {
308         return bitmap_scnlistprintf(buf, len, srcp->bits, nbits);
309 }
310
311 #define cpulist_parse(buf, dst) __cpulist_parse((buf), &(dst), NR_CPUS)
312 static inline int __cpulist_parse(const char *buf, cpumask_t *dstp, int nbits)
313 {
314         return bitmap_parselist(buf, dstp->bits, nbits);
315 }
316
317 #define cpu_remap(oldbit, old, new) \
318                 __cpu_remap((oldbit), &(old), &(new), NR_CPUS)
319 static inline int __cpu_remap(int oldbit,
320                 const cpumask_t *oldp, const cpumask_t *newp, int nbits)
321 {
322         return bitmap_bitremap(oldbit, oldp->bits, newp->bits, nbits);
323 }
324
325 #define cpus_remap(dst, src, old, new) \
326                 __cpus_remap(&(dst), &(src), &(old), &(new), NR_CPUS)
327 static inline void __cpus_remap(cpumask_t *dstp, const cpumask_t *srcp,
328                 const cpumask_t *oldp, const cpumask_t *newp, int nbits)
329 {
330         bitmap_remap(dstp->bits, srcp->bits, oldp->bits, newp->bits, nbits);
331 }
332
333 #if NR_CPUS > 1
334 #define for_each_cpu_mask(cpu, mask)            \
335         for ((cpu) = first_cpu(mask);           \
336                 (cpu) < NR_CPUS;                \
337                 (cpu) = next_cpu((cpu), (mask)))
338 #else /* NR_CPUS == 1 */
339 #define for_each_cpu_mask(cpu, mask)            \
340         for ((cpu) = 0; (cpu) < 1; (cpu)++, (void)mask)
341 #endif /* NR_CPUS */
342
343 /*
344  * The following particular system cpumasks and operations manage
345  * possible, present and online cpus.  Each of them is a fixed size
346  * bitmap of size NR_CPUS.
347  *
348  *  #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
349  *     cpu_possible_map - has bit 'cpu' set iff cpu is populatable
350  *     cpu_present_map  - has bit 'cpu' set iff cpu is populated
351  *     cpu_online_map   - has bit 'cpu' set iff cpu available to scheduler
352  *  #else
353  *     cpu_possible_map - has bit 'cpu' set iff cpu is populated
354  *     cpu_present_map  - copy of cpu_possible_map
355  *     cpu_online_map   - has bit 'cpu' set iff cpu available to scheduler
356  *  #endif
357  *
358  *  In either case, NR_CPUS is fixed at compile time, as the static
359  *  size of these bitmaps.  The cpu_possible_map is fixed at boot
360  *  time, as the set of CPU id's that it is possible might ever
361  *  be plugged in at anytime during the life of that system boot.
362  *  The cpu_present_map is dynamic(*), representing which CPUs
363  *  are currently plugged in.  And cpu_online_map is the dynamic
364  *  subset of cpu_present_map, indicating those CPUs available
365  *  for scheduling.
366  *
367  *  If HOTPLUG is enabled, then cpu_possible_map is forced to have
368  *  all NR_CPUS bits set, otherwise it is just the set of CPUs that
369  *  ACPI reports present at boot.
370  *
371  *  If HOTPLUG is enabled, then cpu_present_map varies dynamically,
372  *  depending on what ACPI reports as currently plugged in, otherwise
373  *  cpu_present_map is just a copy of cpu_possible_map.
374  *
375  *  (*) Well, cpu_present_map is dynamic in the hotplug case.  If not
376  *      hotplug, it's a copy of cpu_possible_map, hence fixed at boot.
377  *
378  * Subtleties:
379  * 1) UP arch's (NR_CPUS == 1, CONFIG_SMP not defined) hardcode
380  *    assumption that their single CPU is online.  The UP
381  *    cpu_{online,possible,present}_maps are placebos.  Changing them
382  *    will have no useful affect on the following num_*_cpus()
383  *    and cpu_*() macros in the UP case.  This ugliness is a UP
384  *    optimization - don't waste any instructions or memory references
385  *    asking if you're online or how many CPUs there are if there is
386  *    only one CPU.
387  * 2) Most SMP arch's #define some of these maps to be some
388  *    other map specific to that arch.  Therefore, the following
389  *    must be #define macros, not inlines.  To see why, examine
390  *    the assembly code produced by the following.  Note that
391  *    set1() writes phys_x_map, but set2() writes x_map:
392  *        int x_map, phys_x_map;
393  *        #define set1(a) x_map = a
394  *        inline void set2(int a) { x_map = a; }
395  *        #define x_map phys_x_map
396  *        main(){ set1(3); set2(5); }
397  */
398
399 extern cpumask_t cpu_possible_map;
400 extern cpumask_t cpu_online_map;
401 extern cpumask_t cpu_present_map;
402
403 #if NR_CPUS > 1
404 #define num_online_cpus()       cpus_weight(cpu_online_map)
405 #define num_possible_cpus()     cpus_weight(cpu_possible_map)
406 #define num_present_cpus()      cpus_weight(cpu_present_map)
407 #define cpu_online(cpu)         cpu_isset((cpu), cpu_online_map)
408 #define cpu_possible(cpu)       cpu_isset((cpu), cpu_possible_map)
409 #define cpu_present(cpu)        cpu_isset((cpu), cpu_present_map)
410 #else
411 #define num_online_cpus()       1
412 #define num_possible_cpus()     1
413 #define num_present_cpus()      1
414 #define cpu_online(cpu)         ((cpu) == 0)
415 #define cpu_possible(cpu)       ((cpu) == 0)
416 #define cpu_present(cpu)        ((cpu) == 0)
417 #endif
418
419 #define cpu_is_offline(cpu)     unlikely(!cpu_online(cpu))
420
421 #ifdef CONFIG_SMP
422 extern int nr_cpu_ids;
423 #define any_online_cpu(mask) __any_online_cpu(&(mask))
424 int __any_online_cpu(const cpumask_t *mask);
425 #else
426 #define nr_cpu_ids                      1
427 #define any_online_cpu(mask)            0
428 #endif
429
430 #define for_each_possible_cpu(cpu)  for_each_cpu_mask((cpu), cpu_possible_map)
431 #define for_each_online_cpu(cpu)  for_each_cpu_mask((cpu), cpu_online_map)
432 #define for_each_present_cpu(cpu) for_each_cpu_mask((cpu), cpu_present_map)
433
434 #endif /* __LINUX_CPUMASK_H */