Merge branch 'linus' into cpus4096
[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
18 /*
19  * Represents all cpu's present in the system
20  * In systems capable of hotplug, this map could dynamically grow
21  * as new cpu's are detected in the system via any platform specific
22  * method, such as ACPI for e.g.
23  */
24 cpumask_t cpu_present_map __read_mostly;
25 EXPORT_SYMBOL(cpu_present_map);
26
27 #ifndef CONFIG_SMP
28
29 /*
30  * Represents all cpu's that are currently online.
31  */
32 cpumask_t cpu_online_map __read_mostly = CPU_MASK_ALL;
33 EXPORT_SYMBOL(cpu_online_map);
34
35 cpumask_t cpu_possible_map __read_mostly = CPU_MASK_ALL;
36 EXPORT_SYMBOL(cpu_possible_map);
37
38 #else /* CONFIG_SMP */
39
40 /* Serializes the updates to cpu_online_map, cpu_present_map */
41 static DEFINE_MUTEX(cpu_add_remove_lock);
42
43 static __cpuinitdata RAW_NOTIFIER_HEAD(cpu_chain);
44
45 /* If set, cpu_up and cpu_down will return -EBUSY and do nothing.
46  * Should always be manipulated under cpu_add_remove_lock
47  */
48 static int cpu_hotplug_disabled;
49
50 static struct {
51         struct task_struct *active_writer;
52         struct mutex lock; /* Synchronizes accesses to refcount, */
53         /*
54          * Also blocks the new readers during
55          * an ongoing cpu hotplug operation.
56          */
57         int refcount;
58 } cpu_hotplug;
59
60 void __init cpu_hotplug_init(void)
61 {
62         cpu_hotplug.active_writer = NULL;
63         mutex_init(&cpu_hotplug.lock);
64         cpu_hotplug.refcount = 0;
65 }
66
67 cpumask_t cpu_active_map;
68
69 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
70
71 void get_online_cpus(void)
72 {
73         might_sleep();
74         if (cpu_hotplug.active_writer == current)
75                 return;
76         mutex_lock(&cpu_hotplug.lock);
77         cpu_hotplug.refcount++;
78         mutex_unlock(&cpu_hotplug.lock);
79
80 }
81 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_online_cpus);
82
83 void put_online_cpus(void)
84 {
85         if (cpu_hotplug.active_writer == current)
86                 return;
87         mutex_lock(&cpu_hotplug.lock);
88         if (!--cpu_hotplug.refcount && unlikely(cpu_hotplug.active_writer))
89                 wake_up_process(cpu_hotplug.active_writer);
90         mutex_unlock(&cpu_hotplug.lock);
91
92 }
93 EXPORT_SYMBOL_GPL(put_online_cpus);
94
95 #endif  /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
96
97 /*
98  * The following two API's must be used when attempting
99  * to serialize the updates to cpu_online_map, cpu_present_map.
100  */
101 void cpu_maps_update_begin(void)
102 {
103         mutex_lock(&cpu_add_remove_lock);
104 }
105
106 void cpu_maps_update_done(void)
107 {
108         mutex_unlock(&cpu_add_remove_lock);
109 }
110
111 /*
112  * This ensures that the hotplug operation can begin only when the
113  * refcount goes to zero.
114  *
115  * Note that during a cpu-hotplug operation, the new readers, if any,
116  * will be blocked by the cpu_hotplug.lock
117  *
118  * Since cpu_hotplug_begin() is always called after invoking
119  * cpu_maps_update_begin(), we can be sure that only one writer is active.
120  *
121  * Note that theoretically, there is a possibility of a livelock:
122  * - Refcount goes to zero, last reader wakes up the sleeping
123  *   writer.
124  * - Last reader unlocks the cpu_hotplug.lock.
125  * - A new reader arrives at this moment, bumps up the refcount.
126  * - The writer acquires the cpu_hotplug.lock finds the refcount
127  *   non zero and goes to sleep again.
128  *
129  * However, this is very difficult to achieve in practice since
130  * get_online_cpus() not an api which is called all that often.
131  *
132  */
133 static void cpu_hotplug_begin(void)
134 {
135         cpu_hotplug.active_writer = current;
136
137         for (;;) {
138                 mutex_lock(&cpu_hotplug.lock);
139                 if (likely(!cpu_hotplug.refcount))
140                         break;
141                 __set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
142                 mutex_unlock(&cpu_hotplug.lock);
143                 schedule();
144         }
145 }
146
147 static void cpu_hotplug_done(void)
148 {
149         cpu_hotplug.active_writer = NULL;
150         mutex_unlock(&cpu_hotplug.lock);
151 }
152 /* Need to know about CPUs going up/down? */
153 int __ref register_cpu_notifier(struct notifier_block *nb)
154 {
155         int ret;
156         cpu_maps_update_begin();
157         ret = raw_notifier_chain_register(&cpu_chain, nb);
158         cpu_maps_update_done();
159         return ret;
160 }
161
162 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
163
164 EXPORT_SYMBOL(register_cpu_notifier);
165
166 void __ref unregister_cpu_notifier(struct notifier_block *nb)
167 {
168         cpu_maps_update_begin();
169         raw_notifier_chain_unregister(&cpu_chain, nb);
170         cpu_maps_update_done();
171 }
172 EXPORT_SYMBOL(unregister_cpu_notifier);
173
174 static inline void check_for_tasks(int cpu)
175 {
176         struct task_struct *p;
177
178         write_lock_irq(&tasklist_lock);
179         for_each_process(p) {
180                 if (task_cpu(p) == cpu &&
181                     (!cputime_eq(p->utime, cputime_zero) ||
182                      !cputime_eq(p->stime, cputime_zero)))
183                         printk(KERN_WARNING "Task %s (pid = %d) is on cpu %d\
184                                 (state = %ld, flags = %x) \n",
185                                  p->comm, task_pid_nr(p), cpu,
186                                  p->state, p->flags);
187         }
188         write_unlock_irq(&tasklist_lock);
189 }
190
191 struct take_cpu_down_param {
192         unsigned long mod;
193         void *hcpu;
194 };
195
196 /* Take this CPU down. */
197 static int __ref take_cpu_down(void *_param)
198 {
199         struct take_cpu_down_param *param = _param;
200         int err;
201
202         raw_notifier_call_chain(&cpu_chain, CPU_DYING | param->mod,
203                                 param->hcpu);
204         /* Ensure this CPU doesn't handle any more interrupts. */
205         err = __cpu_disable();
206         if (err < 0)
207                 return err;
208
209         /* Force idle task to run as soon as we yield: it should
210            immediately notice cpu is offline and die quickly. */
211         sched_idle_next();
212         return 0;
213 }
214
215 /* Requires cpu_add_remove_lock to be held */
216 static int __ref _cpu_down(unsigned int cpu, int tasks_frozen)
217 {
218         int err, nr_calls = 0;
219         cpumask_t old_allowed, tmp;
220         void *hcpu = (void *)(long)cpu;
221         unsigned long mod = tasks_frozen ? CPU_TASKS_FROZEN : 0;
222         struct take_cpu_down_param tcd_param = {
223                 .mod = mod,
224                 .hcpu = hcpu,
225         };
226
227         if (num_online_cpus() == 1)
228                 return -EBUSY;
229
230         if (!cpu_online(cpu))
231                 return -EINVAL;
232
233         cpu_hotplug_begin();
234         err = __raw_notifier_call_chain(&cpu_chain, CPU_DOWN_PREPARE | mod,
235                                         hcpu, -1, &nr_calls);
236         if (err == NOTIFY_BAD) {
237                 nr_calls--;
238                 __raw_notifier_call_chain(&cpu_chain, CPU_DOWN_FAILED | mod,
239                                           hcpu, nr_calls, NULL);
240                 printk("%s: attempt to take down CPU %u failed\n",
241                                 __func__, cpu);
242                 err = -EINVAL;
243                 goto out_release;
244         }
245
246         /* Ensure that we are not runnable on dying cpu */
247         old_allowed = current->cpus_allowed;
248         cpus_setall(tmp);
249         cpu_clear(cpu, tmp);
250         set_cpus_allowed_ptr(current, &tmp);
251         tmp = cpumask_of_cpu(cpu);
252
253         err = __stop_machine(take_cpu_down, &tcd_param, &tmp);
254         if (err) {
255                 /* CPU didn't die: tell everyone.  Can't complain. */
256                 if (raw_notifier_call_chain(&cpu_chain, CPU_DOWN_FAILED | mod,
257                                             hcpu) == NOTIFY_BAD)
258                         BUG();
259
260                 goto out_allowed;
261         }
262         BUG_ON(cpu_online(cpu));
263
264         /* Wait for it to sleep (leaving idle task). */
265         while (!idle_cpu(cpu))
266                 yield();
267
268         /* This actually kills the CPU. */
269         __cpu_die(cpu);
270
271         /* CPU is completely dead: tell everyone.  Too late to complain. */
272         if (raw_notifier_call_chain(&cpu_chain, CPU_DEAD | mod,
273                                     hcpu) == NOTIFY_BAD)
274                 BUG();
275
276         check_for_tasks(cpu);
277
278 out_allowed:
279         set_cpus_allowed_ptr(current, &old_allowed);
280 out_release:
281         cpu_hotplug_done();
282         if (!err) {
283                 if (raw_notifier_call_chain(&cpu_chain, CPU_POST_DEAD | mod,
284                                             hcpu) == NOTIFY_BAD)
285                         BUG();
286         }
287         return err;
288 }
289
290 int __ref cpu_down(unsigned int cpu)
291 {
292         int err = 0;
293
294         cpu_maps_update_begin();
295
296         if (cpu_hotplug_disabled) {
297                 err = -EBUSY;
298                 goto out;
299         }
300
301         cpu_clear(cpu, cpu_active_map);
302
303         /*
304          * Make sure the all cpus did the reschedule and are not
305          * using stale version of the cpu_active_map.
306          * This is not strictly necessary becuase stop_machine()
307          * that we run down the line already provides the required
308          * synchronization. But it's really a side effect and we do not
309          * want to depend on the innards of the stop_machine here.
310          */
311         synchronize_sched();
312
313         err = _cpu_down(cpu, 0);
314
315         if (cpu_online(cpu))
316                 cpu_set(cpu, cpu_active_map);
317
318 out:
319         cpu_maps_update_done();
320         return err;
321 }
322 EXPORT_SYMBOL(cpu_down);
323 #endif /*CONFIG_HOTPLUG_CPU*/
324
325 /* Requires cpu_add_remove_lock to be held */
326 static int __cpuinit _cpu_up(unsigned int cpu, int tasks_frozen)
327 {
328         int ret, nr_calls = 0;
329         void *hcpu = (void *)(long)cpu;
330         unsigned long mod = tasks_frozen ? CPU_TASKS_FROZEN : 0;
331
332         if (cpu_online(cpu) || !cpu_present(cpu))
333                 return -EINVAL;
334
335         cpu_hotplug_begin();
336         ret = __raw_notifier_call_chain(&cpu_chain, CPU_UP_PREPARE | mod, hcpu,
337                                                         -1, &nr_calls);
338         if (ret == NOTIFY_BAD) {
339                 nr_calls--;
340                 printk("%s: attempt to bring up CPU %u failed\n",
341                                 __func__, cpu);
342                 ret = -EINVAL;
343                 goto out_notify;
344         }
345
346         /* Arch-specific enabling code. */
347         ret = __cpu_up(cpu);
348         if (ret != 0)
349                 goto out_notify;
350         BUG_ON(!cpu_online(cpu));
351
352         /* Now call notifier in preparation. */
353         raw_notifier_call_chain(&cpu_chain, CPU_ONLINE | mod, hcpu);
354
355 out_notify:
356         if (ret != 0)
357                 __raw_notifier_call_chain(&cpu_chain,
358                                 CPU_UP_CANCELED | mod, hcpu, nr_calls, NULL);
359         cpu_hotplug_done();
360
361         return ret;
362 }
363
364 int __cpuinit cpu_up(unsigned int cpu)
365 {
366         int err = 0;
367         if (!cpu_isset(cpu, cpu_possible_map)) {
368                 printk(KERN_ERR "can't online cpu %d because it is not "
369                         "configured as may-hotadd at boot time\n", cpu);
370 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_X86_64) || defined(CONFIG_S390)
371                 printk(KERN_ERR "please check additional_cpus= boot "
372                                 "parameter\n");
373 #endif
374                 return -EINVAL;
375         }
376
377         cpu_maps_update_begin();
378
379         if (cpu_hotplug_disabled) {
380                 err = -EBUSY;
381                 goto out;
382         }
383
384         err = _cpu_up(cpu, 0);
385
386         if (cpu_online(cpu))
387                 cpu_set(cpu, cpu_active_map);
388
389 out:
390         cpu_maps_update_done();
391         return err;
392 }
393
394 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP_SMP
395 static cpumask_t frozen_cpus;
396
397 int disable_nonboot_cpus(void)
398 {
399         int cpu, first_cpu, error = 0;
400
401         cpu_maps_update_begin();
402         first_cpu = first_cpu(cpu_online_map);
403         /* We take down all of the non-boot CPUs in one shot to avoid races
404          * with the userspace trying to use the CPU hotplug at the same time
405          */
406         cpus_clear(frozen_cpus);
407         printk("Disabling non-boot CPUs ...\n");
408         for_each_online_cpu(cpu) {
409                 if (cpu == first_cpu)
410                         continue;
411                 error = _cpu_down(cpu, 1);
412                 if (!error) {
413                         cpu_set(cpu, frozen_cpus);
414                         printk("CPU%d is down\n", cpu);
415                 } else {
416                         printk(KERN_ERR "Error taking CPU%d down: %d\n",
417                                 cpu, error);
418                         break;
419                 }
420         }
421         if (!error) {
422                 BUG_ON(num_online_cpus() > 1);
423                 /* Make sure the CPUs won't be enabled by someone else */
424                 cpu_hotplug_disabled = 1;
425         } else {
426                 printk(KERN_ERR "Non-boot CPUs are not disabled\n");
427         }
428         cpu_maps_update_done();
429         return error;
430 }
431
432 void __ref enable_nonboot_cpus(void)
433 {
434         int cpu, error;
435
436         /* Allow everyone to use the CPU hotplug again */
437         cpu_maps_update_begin();
438         cpu_hotplug_disabled = 0;
439         if (cpus_empty(frozen_cpus))
440                 goto out;
441
442         printk("Enabling non-boot CPUs ...\n");
443         for_each_cpu_mask_nr(cpu, frozen_cpus) {
444                 error = _cpu_up(cpu, 1);
445                 if (!error) {
446                         printk("CPU%d is up\n", cpu);
447                         continue;
448                 }
449                 printk(KERN_WARNING "Error taking CPU%d up: %d\n", cpu, error);
450         }
451         cpus_clear(frozen_cpus);
452 out:
453         cpu_maps_update_done();
454 }
455 #endif /* CONFIG_PM_SLEEP_SMP */
456
457 #endif /* CONFIG_SMP */
458
459 /*
460  * cpu_bit_bitmap[] is a special, "compressed" data structure that
461  * represents all NR_CPUS bits binary values of 1<<nr.
462  *
463  * It is used by cpumask_of_cpu() to get a constant address to a CPU
464  * mask value that has a single bit set only.
465  */
466
467 /* cpu_bit_bitmap[0] is empty - so we can back into it */
468 #define MASK_DECLARE_1(x)       [x+1][0] = 1UL << (x)
469 #define MASK_DECLARE_2(x)       MASK_DECLARE_1(x), MASK_DECLARE_1(x+1)
470 #define MASK_DECLARE_4(x)       MASK_DECLARE_2(x), MASK_DECLARE_2(x+2)
471 #define MASK_DECLARE_8(x)       MASK_DECLARE_4(x), MASK_DECLARE_4(x+4)
472
473 const unsigned long cpu_bit_bitmap[BITS_PER_LONG+1][BITS_TO_LONGS(NR_CPUS)] = {
474
475         MASK_DECLARE_8(0),      MASK_DECLARE_8(8),
476         MASK_DECLARE_8(16),     MASK_DECLARE_8(24),
477 #if BITS_PER_LONG > 32
478         MASK_DECLARE_8(32),     MASK_DECLARE_8(40),
479         MASK_DECLARE_8(48),     MASK_DECLARE_8(56),
480 #endif
481 };
482 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpu_bit_bitmap);