KVM: Timer event should not unconditionally unhalt vcpu.
[linux-2.6.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/module.h>
10 #include <linux/percpu.h>
11 #include <linux/init.h>
12 #include <linux/smp.h>
13 #include <linux/cpu.h>
14
15 static DEFINE_PER_CPU(struct call_single_queue, call_single_queue);
16
17 static struct {
18         struct list_head        queue;
19         spinlock_t              lock;
20 } call_function __cacheline_aligned_in_smp =
21         {
22                 .queue          = LIST_HEAD_INIT(call_function.queue),
23                 .lock           = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(call_function.lock),
24         };
25
26 enum {
27         CSD_FLAG_LOCK           = 0x01,
28 };
29
30 struct call_function_data {
31         struct call_single_data csd;
32         spinlock_t              lock;
33         unsigned int            refs;
34         cpumask_var_t           cpumask;
35 };
36
37 struct call_single_queue {
38         struct list_head        list;
39         spinlock_t              lock;
40 };
41
42 static DEFINE_PER_CPU(struct call_function_data, cfd_data) = {
43         .lock                   = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(cfd_data.lock),
44 };
45
46 static int
47 hotplug_cfd(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
48 {
49         long cpu = (long)hcpu;
50         struct call_function_data *cfd = &per_cpu(cfd_data, cpu);
51
52         switch (action) {
53         case CPU_UP_PREPARE:
54         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
55                 if (!zalloc_cpumask_var_node(&cfd->cpumask, GFP_KERNEL,
56                                 cpu_to_node(cpu)))
57                         return NOTIFY_BAD;
58                 break;
59
60 #ifdef CONFIG_CPU_HOTPLUG
61         case CPU_UP_CANCELED:
62         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
63
64         case CPU_DEAD:
65         case CPU_DEAD_FROZEN:
66                 free_cpumask_var(cfd->cpumask);
67                 break;
68 #endif
69         };
70
71         return NOTIFY_OK;
72 }
73
74 static struct notifier_block __cpuinitdata hotplug_cfd_notifier = {
75         .notifier_call          = hotplug_cfd,
76 };
77
78 static int __cpuinit init_call_single_data(void)
79 {
80         void *cpu = (void *)(long)smp_processor_id();
81         int i;
82
83         for_each_possible_cpu(i) {
84                 struct call_single_queue *q = &per_cpu(call_single_queue, i);
85
86                 spin_lock_init(&q->lock);
87                 INIT_LIST_HEAD(&q->list);
88         }
89
90         hotplug_cfd(&hotplug_cfd_notifier, CPU_UP_PREPARE, cpu);
91         register_cpu_notifier(&hotplug_cfd_notifier);
92
93         return 0;
94 }
95 early_initcall(init_call_single_data);
96
97 /*
98  * csd_lock/csd_unlock used to serialize access to per-cpu csd resources
99  *
100  * For non-synchronous ipi calls the csd can still be in use by the
101  * previous function call. For multi-cpu calls its even more interesting
102  * as we'll have to ensure no other cpu is observing our csd.
103  */
104 static void csd_lock_wait(struct call_single_data *data)
105 {
106         while (data->flags & CSD_FLAG_LOCK)
107                 cpu_relax();
108 }
109
110 static void csd_lock(struct call_single_data *data)
111 {
112         csd_lock_wait(data);
113         data->flags = CSD_FLAG_LOCK;
114
115         /*
116          * prevent CPU from reordering the above assignment
117          * to ->flags with any subsequent assignments to other
118          * fields of the specified call_single_data structure:
119          */
120         smp_mb();
121 }
122
123 static void csd_unlock(struct call_single_data *data)
124 {
125         WARN_ON(!(data->flags & CSD_FLAG_LOCK));
126
127         /*
128          * ensure we're all done before releasing data:
129          */
130         smp_mb();
131
132         data->flags &= ~CSD_FLAG_LOCK;
133 }
134
135 /*
136  * Insert a previously allocated call_single_data element
137  * for execution on the given CPU. data must already have
138  * ->func, ->info, and ->flags set.
139  */
140 static
141 void generic_exec_single(int cpu, struct call_single_data *data, int wait)
142 {
143         struct call_single_queue *dst = &per_cpu(call_single_queue, cpu);
144         unsigned long flags;
145         int ipi;
146
147         spin_lock_irqsave(&dst->lock, flags);
148         ipi = list_empty(&dst->list);
149         list_add_tail(&data->list, &dst->list);
150         spin_unlock_irqrestore(&dst->lock, flags);
151
152         /*
153          * The list addition should be visible before sending the IPI
154          * handler locks the list to pull the entry off it because of
155          * normal cache coherency rules implied by spinlocks.
156          *
157          * If IPIs can go out of order to the cache coherency protocol
158          * in an architecture, sufficient synchronisation should be added
159          * to arch code to make it appear to obey cache coherency WRT
160          * locking and barrier primitives. Generic code isn't really
161          * equipped to do the right thing...
162          */
163         if (ipi)
164                 arch_send_call_function_single_ipi(cpu);
165
166         if (wait)
167                 csd_lock_wait(data);
168 }
169
170 /*
171  * Invoked by arch to handle an IPI for call function. Must be called with
172  * interrupts disabled.
173  */
174 void generic_smp_call_function_interrupt(void)
175 {
176         struct call_function_data *data;
177         int cpu = get_cpu();
178
179         /*
180          * Ensure entry is visible on call_function_queue after we have
181          * entered the IPI. See comment in smp_call_function_many.
182          * If we don't have this, then we may miss an entry on the list
183          * and never get another IPI to process it.
184          */
185         smp_mb();
186
187         /*
188          * It's ok to use list_for_each_rcu() here even though we may
189          * delete 'pos', since list_del_rcu() doesn't clear ->next
190          */
191         list_for_each_entry_rcu(data, &call_function.queue, csd.list) {
192                 int refs;
193
194                 spin_lock(&data->lock);
195                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, data->cpumask)) {
196                         spin_unlock(&data->lock);
197                         continue;
198                 }
199                 cpumask_clear_cpu(cpu, data->cpumask);
200                 spin_unlock(&data->lock);
201
202                 data->csd.func(data->csd.info);
203
204                 spin_lock(&data->lock);
205                 WARN_ON(data->refs == 0);
206                 refs = --data->refs;
207                 if (!refs) {
208                         spin_lock(&call_function.lock);
209                         list_del_rcu(&data->csd.list);
210                         spin_unlock(&call_function.lock);
211                 }
212                 spin_unlock(&data->lock);
213
214                 if (refs)
215                         continue;
216
217                 csd_unlock(&data->csd);
218         }
219
220         put_cpu();
221 }
222
223 /*
224  * Invoked by arch to handle an IPI for call function single. Must be
225  * called from the arch with interrupts disabled.
226  */
227 void generic_smp_call_function_single_interrupt(void)
228 {
229         struct call_single_queue *q = &__get_cpu_var(call_single_queue);
230         unsigned int data_flags;
231         LIST_HEAD(list);
232
233         spin_lock(&q->lock);
234         list_replace_init(&q->list, &list);
235         spin_unlock(&q->lock);
236
237         while (!list_empty(&list)) {
238                 struct call_single_data *data;
239
240                 data = list_entry(list.next, struct call_single_data, list);
241                 list_del(&data->list);
242
243                 /*
244                  * 'data' can be invalid after this call if flags == 0
245                  * (when called through generic_exec_single()),
246                  * so save them away before making the call:
247                  */
248                 data_flags = data->flags;
249
250                 data->func(data->info);
251
252                 /*
253                  * Unlocked CSDs are valid through generic_exec_single():
254                  */
255                 if (data_flags & CSD_FLAG_LOCK)
256                         csd_unlock(data);
257         }
258 }
259
260 static DEFINE_PER_CPU(struct call_single_data, csd_data);
261
262 /*
263  * smp_call_function_single - Run a function on a specific CPU
264  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
265  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
266  * @wait: If true, wait until function has completed on other CPUs.
267  *
268  * Returns 0 on success, else a negative status code. Note that @wait
269  * will be implicitly turned on in case of allocation failures, since
270  * we fall back to on-stack allocation.
271  */
272 int smp_call_function_single(int cpu, void (*func) (void *info), void *info,
273                              int wait)
274 {
275         struct call_single_data d = {
276                 .flags = 0,
277         };
278         unsigned long flags;
279         int this_cpu;
280         int err = 0;
281
282         /*
283          * prevent preemption and reschedule on another processor,
284          * as well as CPU removal
285          */
286         this_cpu = get_cpu();
287
288         /* Can deadlock when called with interrupts disabled */
289         WARN_ON_ONCE(irqs_disabled() && !oops_in_progress);
290
291         if (cpu == this_cpu) {
292                 local_irq_save(flags);
293                 func(info);
294                 local_irq_restore(flags);
295         } else {
296                 if ((unsigned)cpu < nr_cpu_ids && cpu_online(cpu)) {
297                         struct call_single_data *data = &d;
298
299                         if (!wait)
300                                 data = &__get_cpu_var(csd_data);
301
302                         csd_lock(data);
303
304                         data->func = func;
305                         data->info = info;
306                         generic_exec_single(cpu, data, wait);
307                 } else {
308                         err = -ENXIO;   /* CPU not online */
309                 }
310         }
311
312         put_cpu();
313
314         return err;
315 }
316 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function_single);
317
318 /**
319  * __smp_call_function_single(): Run a function on another CPU
320  * @cpu: The CPU to run on.
321  * @data: Pre-allocated and setup data structure
322  *
323  * Like smp_call_function_single(), but allow caller to pass in a
324  * pre-allocated data structure. Useful for embedding @data inside
325  * other structures, for instance.
326  */
327 void __smp_call_function_single(int cpu, struct call_single_data *data,
328                                 int wait)
329 {
330         csd_lock(data);
331
332         /* Can deadlock when called with interrupts disabled */
333         WARN_ON_ONCE(wait && irqs_disabled() && !oops_in_progress);
334
335         generic_exec_single(cpu, data, wait);
336 }
337
338 /* Deprecated: shim for archs using old arch_send_call_function_ipi API. */
339
340 #ifndef arch_send_call_function_ipi_mask
341 # define arch_send_call_function_ipi_mask(maskp) \
342          arch_send_call_function_ipi(*(maskp))
343 #endif
344
345 /**
346  * smp_call_function_many(): Run a function on a set of other CPUs.
347  * @mask: The set of cpus to run on (only runs on online subset).
348  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
349  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
350  * @wait: If true, wait (atomically) until function has completed
351  *        on other CPUs.
352  *
353  * If @wait is true, then returns once @func has returned. Note that @wait
354  * will be implicitly turned on in case of allocation failures, since
355  * we fall back to on-stack allocation.
356  *
357  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
358  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler. Preemption
359  * must be disabled when calling this function.
360  */
361 void smp_call_function_many(const struct cpumask *mask,
362                             void (*func)(void *), void *info, bool wait)
363 {
364         struct call_function_data *data;
365         unsigned long flags;
366         int cpu, next_cpu, this_cpu = smp_processor_id();
367
368         /* Can deadlock when called with interrupts disabled */
369         WARN_ON_ONCE(irqs_disabled() && !oops_in_progress);
370
371         /* So, what's a CPU they want? Ignoring this one. */
372         cpu = cpumask_first_and(mask, cpu_online_mask);
373         if (cpu == this_cpu)
374                 cpu = cpumask_next_and(cpu, mask, cpu_online_mask);
375
376         /* No online cpus?  We're done. */
377         if (cpu >= nr_cpu_ids)
378                 return;
379
380         /* Do we have another CPU which isn't us? */
381         next_cpu = cpumask_next_and(cpu, mask, cpu_online_mask);
382         if (next_cpu == this_cpu)
383                 next_cpu = cpumask_next_and(next_cpu, mask, cpu_online_mask);
384
385         /* Fastpath: do that cpu by itself. */
386         if (next_cpu >= nr_cpu_ids) {
387                 smp_call_function_single(cpu, func, info, wait);
388                 return;
389         }
390
391         data = &__get_cpu_var(cfd_data);
392         csd_lock(&data->csd);
393
394         spin_lock_irqsave(&data->lock, flags);
395         data->csd.func = func;
396         data->csd.info = info;
397         cpumask_and(data->cpumask, mask, cpu_online_mask);
398         cpumask_clear_cpu(this_cpu, data->cpumask);
399         data->refs = cpumask_weight(data->cpumask);
400
401         spin_lock(&call_function.lock);
402         /*
403          * Place entry at the _HEAD_ of the list, so that any cpu still
404          * observing the entry in generic_smp_call_function_interrupt()
405          * will not miss any other list entries:
406          */
407         list_add_rcu(&data->csd.list, &call_function.queue);
408         spin_unlock(&call_function.lock);
409
410         spin_unlock_irqrestore(&data->lock, flags);
411
412         /*
413          * Make the list addition visible before sending the ipi.
414          * (IPIs must obey or appear to obey normal Linux cache
415          * coherency rules -- see comment in generic_exec_single).
416          */
417         smp_mb();
418
419         /* Send a message to all CPUs in the map */
420         arch_send_call_function_ipi_mask(data->cpumask);
421
422         /* Optionally wait for the CPUs to complete */
423         if (wait)
424                 csd_lock_wait(&data->csd);
425 }
426 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function_many);
427
428 /**
429  * smp_call_function(): Run a function on all other CPUs.
430  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
431  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
432  * @wait: If true, wait (atomically) until function has completed
433  *        on other CPUs.
434  *
435  * Returns 0.
436  *
437  * If @wait is true, then returns once @func has returned; otherwise
438  * it returns just before the target cpu calls @func. In case of allocation
439  * failure, @wait will be implicitly turned on.
440  *
441  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
442  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler.
443  */
444 int smp_call_function(void (*func)(void *), void *info, int wait)
445 {
446         preempt_disable();
447         smp_call_function_many(cpu_online_mask, func, info, wait);
448         preempt_enable();
449
450         return 0;
451 }
452 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function);
453
454 void ipi_call_lock(void)
455 {
456         spin_lock(&call_function.lock);
457 }
458
459 void ipi_call_unlock(void)
460 {
461         spin_unlock(&call_function.lock);
462 }
463
464 void ipi_call_lock_irq(void)
465 {
466         spin_lock_irq(&call_function.lock);
467 }
468
469 void ipi_call_unlock_irq(void)
470 {
471         spin_unlock_irq(&call_function.lock);
472 }