63e8de13c948bb5ddac3034b5ea4e217e7ed71bc
[linux-2.6.git] / kernel / cpu.c
1 /* CPU control.
2  * (C) 2001, 2002, 2003, 2004 Rusty Russell
3  *
4  * This code is licenced under the GPL.
5  */
6 #include <linux/proc_fs.h>
7 #include <linux/smp.h>
8 #include <linux/init.h>
9 #include <linux/notifier.h>
10 #include <linux/sched.h>
11 #include <linux/unistd.h>
12 #include <linux/cpu.h>
13 #include <linux/module.h>
14 #include <linux/kthread.h>
15 #include <linux/stop_machine.h>
16 #include <linux/mutex.h>
17 #include <linux/gfp.h>
18
19 #ifdef CONFIG_SMP
20 /* Serializes the updates to cpu_online_mask, cpu_present_mask */
21 static DEFINE_MUTEX(cpu_add_remove_lock);
22
23 /*
24  * The following two API's must be used when attempting
25  * to serialize the updates to cpu_online_mask, cpu_present_mask.
26  */
27 void cpu_maps_update_begin(void)
28 {
29         mutex_lock(&cpu_add_remove_lock);
30 }
31
32 void cpu_maps_update_done(void)
33 {
34         mutex_unlock(&cpu_add_remove_lock);
35 }
36
37 static __cpuinitdata RAW_NOTIFIER_HEAD(cpu_chain);
38
39 /* If set, cpu_up and cpu_down will return -EBUSY and do nothing.
40  * Should always be manipulated under cpu_add_remove_lock
41  */
42 static int cpu_hotplug_disabled;
43
44 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
45
46 static struct {
47         struct task_struct *active_writer;
48         struct mutex lock; /* Synchronizes accesses to refcount, */
49         /*
50          * Also blocks the new readers during
51          * an ongoing cpu hotplug operation.
52          */
53         int refcount;
54 } cpu_hotplug = {
55         .active_writer = NULL,
56         .lock = __MUTEX_INITIALIZER(cpu_hotplug.lock),
57         .refcount = 0,
58 };
59
60 void get_online_cpus(void)
61 {
62         might_sleep();
63         if (cpu_hotplug.active_writer == current)
64                 return;
65         mutex_lock(&cpu_hotplug.lock);
66         cpu_hotplug.refcount++;
67         mutex_unlock(&cpu_hotplug.lock);
68
69 }
70 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_online_cpus);
71
72 void put_online_cpus(void)
73 {
74         if (cpu_hotplug.active_writer == current)
75                 return;
76         mutex_lock(&cpu_hotplug.lock);
77         if (!--cpu_hotplug.refcount && unlikely(cpu_hotplug.active_writer))
78                 wake_up_process(cpu_hotplug.active_writer);
79         mutex_unlock(&cpu_hotplug.lock);
80
81 }
82 EXPORT_SYMBOL_GPL(put_online_cpus);
83
84 /*
85  * This ensures that the hotplug operation can begin only when the
86  * refcount goes to zero.
87  *
88  * Note that during a cpu-hotplug operation, the new readers, if any,
89  * will be blocked by the cpu_hotplug.lock
90  *
91  * Since cpu_hotplug_begin() is always called after invoking
92  * cpu_maps_update_begin(), we can be sure that only one writer is active.
93  *
94  * Note that theoretically, there is a possibility of a livelock:
95  * - Refcount goes to zero, last reader wakes up the sleeping
96  *   writer.
97  * - Last reader unlocks the cpu_hotplug.lock.
98  * - A new reader arrives at this moment, bumps up the refcount.
99  * - The writer acquires the cpu_hotplug.lock finds the refcount
100  *   non zero and goes to sleep again.
101  *
102  * However, this is very difficult to achieve in practice since
103  * get_online_cpus() not an api which is called all that often.
104  *
105  */
106 static void cpu_hotplug_begin(void)
107 {
108         cpu_hotplug.active_writer = current;
109
110         for (;;) {
111                 mutex_lock(&cpu_hotplug.lock);
112                 if (likely(!cpu_hotplug.refcount))
113                         break;
114                 __set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
115                 mutex_unlock(&cpu_hotplug.lock);
116                 schedule();
117         }
118 }
119
120 static void cpu_hotplug_done(void)
121 {
122         cpu_hotplug.active_writer = NULL;
123         mutex_unlock(&cpu_hotplug.lock);
124 }
125
126 #else /* #if CONFIG_HOTPLUG_CPU */
127 static void cpu_hotplug_begin(void) {}
128 static void cpu_hotplug_done(void) {}
129 #endif  /* #esle #if CONFIG_HOTPLUG_CPU */
130
131 /* Need to know about CPUs going up/down? */
132 int __ref register_cpu_notifier(struct notifier_block *nb)
133 {
134         int ret;
135         cpu_maps_update_begin();
136         ret = raw_notifier_chain_register(&cpu_chain, nb);
137         cpu_maps_update_done();
138         return ret;
139 }
140
141 static int __cpu_notify(unsigned long val, void *v, int nr_to_call,
142                         int *nr_calls)
143 {
144         int ret;
145
146         ret = __raw_notifier_call_chain(&cpu_chain, val, v, nr_to_call,
147                                         nr_calls);
148
149         return notifier_to_errno(ret);
150 }
151
152 static int cpu_notify(unsigned long val, void *v)
153 {
154         return __cpu_notify(val, v, -1, NULL);
155 }
156
157 static void cpu_notify_nofail(unsigned long val, void *v)
158 {
159         int err;
160
161         err = cpu_notify(val, v);
162         BUG_ON(err);
163 }
164
165 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
166
167 EXPORT_SYMBOL(register_cpu_notifier);
168
169 void __ref unregister_cpu_notifier(struct notifier_block *nb)
170 {
171         cpu_maps_update_begin();
172         raw_notifier_chain_unregister(&cpu_chain, nb);
173         cpu_maps_update_done();
174 }
175 EXPORT_SYMBOL(unregister_cpu_notifier);
176
177 static inline void check_for_tasks(int cpu)
178 {
179         struct task_struct *p;
180
181         write_lock_irq(&tasklist_lock);
182         for_each_process(p) {
183                 if (task_cpu(p) == cpu && p->state == TASK_RUNNING &&
184                     (!cputime_eq(p->utime, cputime_zero) ||
185                      !cputime_eq(p->stime, cputime_zero)))
186                         printk(KERN_WARNING "Task %s (pid = %d) is on cpu %d "
187                                 "(state = %ld, flags = %x)\n",
188                                 p->comm, task_pid_nr(p), cpu,
189                                 p->state, p->flags);
190         }
191         write_unlock_irq(&tasklist_lock);
192 }
193
194 struct take_cpu_down_param {
195         struct task_struct *caller;
196         unsigned long mod;
197         void *hcpu;
198 };
199
200 /* Take this CPU down. */
201 static int __ref take_cpu_down(void *_param)
202 {
203         struct take_cpu_down_param *param = _param;
204         unsigned int cpu = (unsigned long)param->hcpu;
205         int err;
206
207         /* Ensure this CPU doesn't handle any more interrupts. */
208         err = __cpu_disable();
209         if (err < 0)
210                 return err;
211
212         cpu_notify(CPU_DYING | param->mod, param->hcpu);
213
214         if (task_cpu(param->caller) == cpu)
215                 move_task_off_dead_cpu(cpu, param->caller);
216         /* Force idle task to run as soon as we yield: it should
217            immediately notice cpu is offline and die quickly. */
218         sched_idle_next();
219         return 0;
220 }
221
222 /* Requires cpu_add_remove_lock to be held */
223 static int __ref _cpu_down(unsigned int cpu, int tasks_frozen)
224 {
225         int err, nr_calls = 0;
226         void *hcpu = (void *)(long)cpu;
227         unsigned long mod = tasks_frozen ? CPU_TASKS_FROZEN : 0;
228         struct take_cpu_down_param tcd_param = {
229                 .caller = current,
230                 .mod = mod,
231                 .hcpu = hcpu,
232         };
233
234         if (num_online_cpus() == 1)
235                 return -EBUSY;
236
237         if (!cpu_online(cpu))
238                 return -EINVAL;
239
240         cpu_hotplug_begin();
241         set_cpu_active(cpu, false);
242         err = __cpu_notify(CPU_DOWN_PREPARE | mod, hcpu, -1, &nr_calls);
243         if (err) {
244                 set_cpu_active(cpu, true);
245
246                 nr_calls--;
247                 __cpu_notify(CPU_DOWN_FAILED | mod, hcpu, nr_calls, NULL);
248                 printk("%s: attempt to take down CPU %u failed\n",
249                                 __func__, cpu);
250                 goto out_release;
251         }
252
253         err = __stop_machine(take_cpu_down, &tcd_param, cpumask_of(cpu));
254         if (err) {
255                 set_cpu_active(cpu, true);
256                 /* CPU didn't die: tell everyone.  Can't complain. */
257                 cpu_notify_nofail(CPU_DOWN_FAILED | mod, hcpu);
258
259                 goto out_release;
260         }
261         BUG_ON(cpu_online(cpu));
262
263         /* Wait for it to sleep (leaving idle task). */
264         while (!idle_cpu(cpu))
265                 yield();
266
267         /* This actually kills the CPU. */
268         __cpu_die(cpu);
269
270         /* CPU is completely dead: tell everyone.  Too late to complain. */
271         cpu_notify_nofail(CPU_DEAD | mod, hcpu);
272
273         check_for_tasks(cpu);
274
275 out_release:
276         cpu_hotplug_done();
277         if (!err)
278                 cpu_notify_nofail(CPU_POST_DEAD | mod, hcpu);
279         return err;
280 }
281
282 int __ref cpu_down(unsigned int cpu)
283 {
284         int err;
285
286         cpu_maps_update_begin();
287
288         if (cpu_hotplug_disabled) {
289                 err = -EBUSY;
290                 goto out;
291         }
292
293         err = _cpu_down(cpu, 0);
294
295 out:
296         cpu_maps_update_done();
297         return err;
298 }
299 EXPORT_SYMBOL(cpu_down);
300 #endif /*CONFIG_HOTPLUG_CPU*/
301
302 /* Requires cpu_add_remove_lock to be held */
303 static int __cpuinit _cpu_up(unsigned int cpu, int tasks_frozen)
304 {
305         int ret, nr_calls = 0;
306         void *hcpu = (void *)(long)cpu;
307         unsigned long mod = tasks_frozen ? CPU_TASKS_FROZEN : 0;
308
309         if (cpu_online(cpu) || !cpu_present(cpu))
310                 return -EINVAL;
311
312         cpu_hotplug_begin();
313         ret = __cpu_notify(CPU_UP_PREPARE | mod, hcpu, -1, &nr_calls);
314         if (ret) {
315                 nr_calls--;
316                 printk("%s: attempt to bring up CPU %u failed\n",
317                                 __func__, cpu);
318                 goto out_notify;
319         }
320
321         /* Arch-specific enabling code. */
322         ret = __cpu_up(cpu);
323         if (ret != 0)
324                 goto out_notify;
325         BUG_ON(!cpu_online(cpu));
326
327         set_cpu_active(cpu, true);
328
329         /* Now call notifier in preparation. */
330         cpu_notify(CPU_ONLINE | mod, hcpu);
331
332 out_notify:
333         if (ret != 0)
334                 __cpu_notify(CPU_UP_CANCELED | mod, hcpu, nr_calls, NULL);
335         cpu_hotplug_done();
336
337         return ret;
338 }
339
340 int __cpuinit cpu_up(unsigned int cpu)
341 {
342         int err = 0;
343
344 #ifdef  CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
345         int nid;
346         pg_data_t       *pgdat;
347 #endif
348
349         if (!cpu_possible(cpu)) {
350                 printk(KERN_ERR "can't online cpu %d because it is not "
351                         "configured as may-hotadd at boot time\n", cpu);
352 #if defined(CONFIG_IA64)
353                 printk(KERN_ERR "please check additional_cpus= boot "
354                                 "parameter\n");
355 #endif
356                 return -EINVAL;
357         }
358
359 #ifdef  CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
360         nid = cpu_to_node(cpu);
361         if (!node_online(nid)) {
362                 err = mem_online_node(nid);
363                 if (err)
364                         return err;
365         }
366
367         pgdat = NODE_DATA(nid);
368         if (!pgdat) {
369                 printk(KERN_ERR
370                         "Can't online cpu %d due to NULL pgdat\n", cpu);
371                 return -ENOMEM;
372         }
373
374         if (pgdat->node_zonelists->_zonerefs->zone == NULL) {
375                 mutex_lock(&zonelists_mutex);
376                 build_all_zonelists(NULL);
377                 mutex_unlock(&zonelists_mutex);
378         }
379 #endif
380
381         cpu_maps_update_begin();
382
383         if (cpu_hotplug_disabled) {
384                 err = -EBUSY;
385                 goto out;
386         }
387
388         err = _cpu_up(cpu, 0);
389
390 out:
391         cpu_maps_update_done();
392         return err;
393 }
394
395 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP_SMP
396 static cpumask_var_t frozen_cpus;
397
398 int disable_nonboot_cpus(void)
399 {
400         int cpu, first_cpu, error;
401
402         cpu_maps_update_begin();
403         first_cpu = cpumask_first(cpu_online_mask);
404         /*
405          * We take down all of the non-boot CPUs in one shot to avoid races
406          * with the userspace trying to use the CPU hotplug at the same time
407          */
408         cpumask_clear(frozen_cpus);
409
410         printk("Disabling non-boot CPUs ...\n");
411         for_each_online_cpu(cpu) {
412                 if (cpu == first_cpu)
413                         continue;
414                 error = _cpu_down(cpu, 1);
415                 if (!error)
416                         cpumask_set_cpu(cpu, frozen_cpus);
417                 else {
418                         printk(KERN_ERR "Error taking CPU%d down: %d\n",
419                                 cpu, error);
420                         break;
421                 }
422         }
423
424         if (!error) {
425                 BUG_ON(num_online_cpus() > 1);
426                 /* Make sure the CPUs won't be enabled by someone else */
427                 cpu_hotplug_disabled = 1;
428         } else {
429                 printk(KERN_ERR "Non-boot CPUs are not disabled\n");
430         }
431         cpu_maps_update_done();
432         return error;
433 }
434
435 void __weak arch_enable_nonboot_cpus_begin(void)
436 {
437 }
438
439 void __weak arch_enable_nonboot_cpus_end(void)
440 {
441 }
442
443 void __ref enable_nonboot_cpus(void)
444 {
445         int cpu, error;
446
447         /* Allow everyone to use the CPU hotplug again */
448         cpu_maps_update_begin();
449         cpu_hotplug_disabled = 0;
450         if (cpumask_empty(frozen_cpus))
451                 goto out;
452
453         printk("Enabling non-boot CPUs ...\n");
454
455         arch_enable_nonboot_cpus_begin();
456
457         for_each_cpu(cpu, frozen_cpus) {
458                 error = _cpu_up(cpu, 1);
459                 if (!error) {
460                         printk("CPU%d is up\n", cpu);
461                         continue;
462                 }
463                 printk(KERN_WARNING "Error taking CPU%d up: %d\n", cpu, error);
464         }
465
466         arch_enable_nonboot_cpus_end();
467
468         cpumask_clear(frozen_cpus);
469 out:
470         cpu_maps_update_done();
471 }
472
473 static int alloc_frozen_cpus(void)
474 {
475         if (!alloc_cpumask_var(&frozen_cpus, GFP_KERNEL|__GFP_ZERO))
476                 return -ENOMEM;
477         return 0;
478 }
479 core_initcall(alloc_frozen_cpus);
480 #endif /* CONFIG_PM_SLEEP_SMP */
481
482 /**
483  * notify_cpu_starting(cpu) - call the CPU_STARTING notifiers
484  * @cpu: cpu that just started
485  *
486  * This function calls the cpu_chain notifiers with CPU_STARTING.
487  * It must be called by the arch code on the new cpu, before the new cpu
488  * enables interrupts and before the "boot" cpu returns from __cpu_up().
489  */
490 void __cpuinit notify_cpu_starting(unsigned int cpu)
491 {
492         unsigned long val = CPU_STARTING;
493
494 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP_SMP
495         if (frozen_cpus != NULL && cpumask_test_cpu(cpu, frozen_cpus))
496                 val = CPU_STARTING_FROZEN;
497 #endif /* CONFIG_PM_SLEEP_SMP */
498         cpu_notify(val, (void *)(long)cpu);
499 }
500
501 #endif /* CONFIG_SMP */
502
503 /*
504  * cpu_bit_bitmap[] is a special, "compressed" data structure that
505  * represents all NR_CPUS bits binary values of 1<<nr.
506  *
507  * It is used by cpumask_of() to get a constant address to a CPU
508  * mask value that has a single bit set only.
509  */
510
511 /* cpu_bit_bitmap[0] is empty - so we can back into it */
512 #define MASK_DECLARE_1(x)       [x+1][0] = 1UL << (x)
513 #define MASK_DECLARE_2(x)       MASK_DECLARE_1(x), MASK_DECLARE_1(x+1)
514 #define MASK_DECLARE_4(x)       MASK_DECLARE_2(x), MASK_DECLARE_2(x+2)
515 #define MASK_DECLARE_8(x)       MASK_DECLARE_4(x), MASK_DECLARE_4(x+4)
516
517 const unsigned long cpu_bit_bitmap[BITS_PER_LONG+1][BITS_TO_LONGS(NR_CPUS)] = {
518
519         MASK_DECLARE_8(0),      MASK_DECLARE_8(8),
520         MASK_DECLARE_8(16),     MASK_DECLARE_8(24),
521 #if BITS_PER_LONG > 32
522         MASK_DECLARE_8(32),     MASK_DECLARE_8(40),
523         MASK_DECLARE_8(48),     MASK_DECLARE_8(56),
524 #endif
525 };
526 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpu_bit_bitmap);
527
528 const DECLARE_BITMAP(cpu_all_bits, NR_CPUS) = CPU_BITS_ALL;
529 EXPORT_SYMBOL(cpu_all_bits);
530
531 #ifdef CONFIG_INIT_ALL_POSSIBLE
532 static DECLARE_BITMAP(cpu_possible_bits, CONFIG_NR_CPUS) __read_mostly
533         = CPU_BITS_ALL;
534 #else
535 static DECLARE_BITMAP(cpu_possible_bits, CONFIG_NR_CPUS) __read_mostly;
536 #endif
537 const struct cpumask *const cpu_possible_mask = to_cpumask(cpu_possible_bits);
538 EXPORT_SYMBOL(cpu_possible_mask);
539
540 static DECLARE_BITMAP(cpu_online_bits, CONFIG_NR_CPUS) __read_mostly;
541 const struct cpumask *const cpu_online_mask = to_cpumask(cpu_online_bits);
542 EXPORT_SYMBOL(cpu_online_mask);
543
544 static DECLARE_BITMAP(cpu_present_bits, CONFIG_NR_CPUS) __read_mostly;
545 const struct cpumask *const cpu_present_mask = to_cpumask(cpu_present_bits);
546 EXPORT_SYMBOL(cpu_present_mask);
547
548 static DECLARE_BITMAP(cpu_active_bits, CONFIG_NR_CPUS) __read_mostly;
549 const struct cpumask *const cpu_active_mask = to_cpumask(cpu_active_bits);
550 EXPORT_SYMBOL(cpu_active_mask);
551
552 void set_cpu_possible(unsigned int cpu, bool possible)
553 {
554         if (possible)
555                 cpumask_set_cpu(cpu, to_cpumask(cpu_possible_bits));
556         else
557                 cpumask_clear_cpu(cpu, to_cpumask(cpu_possible_bits));
558 }
559
560 void set_cpu_present(unsigned int cpu, bool present)
561 {
562         if (present)
563                 cpumask_set_cpu(cpu, to_cpumask(cpu_present_bits));
564         else
565                 cpumask_clear_cpu(cpu, to_cpumask(cpu_present_bits));
566 }
567
568 void set_cpu_online(unsigned int cpu, bool online)
569 {
570         if (online)
571                 cpumask_set_cpu(cpu, to_cpumask(cpu_online_bits));
572         else
573                 cpumask_clear_cpu(cpu, to_cpumask(cpu_online_bits));
574 }
575
576 void set_cpu_active(unsigned int cpu, bool active)
577 {
578         if (active)
579                 cpumask_set_cpu(cpu, to_cpumask(cpu_active_bits));
580         else
581                 cpumask_clear_cpu(cpu, to_cpumask(cpu_active_bits));
582 }
583
584 void init_cpu_present(const struct cpumask *src)
585 {
586         cpumask_copy(to_cpumask(cpu_present_bits), src);
587 }
588
589 void init_cpu_possible(const struct cpumask *src)
590 {
591         cpumask_copy(to_cpumask(cpu_possible_bits), src);
592 }
593
594 void init_cpu_online(const struct cpumask *src)
595 {
596         cpumask_copy(to_cpumask(cpu_online_bits), src);
597 }