ARM: tegra3: initialize pll_a during boot
[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/gfp.h>
13 #include <linux/smp.h>
14 #include <linux/cpu.h>
15
16 #ifdef CONFIG_USE_GENERIC_SMP_HELPERS
17 static struct {
18         struct list_head        queue;
19         raw_spinlock_t          lock;
20 } call_function __cacheline_aligned_in_smp =
21         {
22                 .queue          = LIST_HEAD_INIT(call_function.queue),
23                 .lock           = __RAW_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         atomic_t                refs;
33         cpumask_var_t           cpumask;
34 };
35
36 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct call_function_data, cfd_data);
37
38 struct call_single_queue {
39         struct list_head        list;
40         raw_spinlock_t          lock;
41 };
42
43 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct call_single_queue, call_single_queue);
44
45 static int
46 hotplug_cfd(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
47 {
48         long cpu = (long)hcpu;
49         struct call_function_data *cfd = &per_cpu(cfd_data, cpu);
50
51         switch (action) {
52         case CPU_UP_PREPARE:
53         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
54                 if (!zalloc_cpumask_var_node(&cfd->cpumask, GFP_KERNEL,
55                                 cpu_to_node(cpu)))
56                         return notifier_from_errno(-ENOMEM);
57                 break;
58
59 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
60         case CPU_UP_CANCELED:
61         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
62
63         case CPU_DEAD:
64         case CPU_DEAD_FROZEN:
65                 free_cpumask_var(cfd->cpumask);
66                 break;
67 #endif
68         };
69
70         return NOTIFY_OK;
71 }
72
73 static struct notifier_block __cpuinitdata hotplug_cfd_notifier = {
74         .notifier_call          = hotplug_cfd,
75 };
76
77 void __init call_function_init(void)
78 {
79         void *cpu = (void *)(long)smp_processor_id();
80         int i;
81
82         for_each_possible_cpu(i) {
83                 struct call_single_queue *q = &per_cpu(call_single_queue, i);
84
85                 raw_spin_lock_init(&q->lock);
86                 INIT_LIST_HEAD(&q->list);
87         }
88
89         hotplug_cfd(&hotplug_cfd_notifier, CPU_UP_PREPARE, cpu);
90         register_cpu_notifier(&hotplug_cfd_notifier);
91 }
92
93 /*
94  * csd_lock/csd_unlock used to serialize access to per-cpu csd resources
95  *
96  * For non-synchronous ipi calls the csd can still be in use by the
97  * previous function call. For multi-cpu calls its even more interesting
98  * as we'll have to ensure no other cpu is observing our csd.
99  */
100 static void csd_lock_wait(struct call_single_data *data)
101 {
102         while (data->flags & CSD_FLAG_LOCK)
103                 cpu_relax();
104 }
105
106 static void csd_lock(struct call_single_data *data)
107 {
108         csd_lock_wait(data);
109         data->flags = CSD_FLAG_LOCK;
110
111         /*
112          * prevent CPU from reordering the above assignment
113          * to ->flags with any subsequent assignments to other
114          * fields of the specified call_single_data structure:
115          */
116         smp_mb();
117 }
118
119 static void csd_unlock(struct call_single_data *data)
120 {
121         WARN_ON(!(data->flags & CSD_FLAG_LOCK));
122
123         /*
124          * ensure we're all done before releasing data:
125          */
126         smp_mb();
127
128         data->flags &= ~CSD_FLAG_LOCK;
129 }
130
131 /*
132  * Insert a previously allocated call_single_data element
133  * for execution on the given CPU. data must already have
134  * ->func, ->info, and ->flags set.
135  */
136 static
137 void generic_exec_single(int cpu, struct call_single_data *data, int wait)
138 {
139         struct call_single_queue *dst = &per_cpu(call_single_queue, cpu);
140         unsigned long flags;
141         int ipi;
142
143         raw_spin_lock_irqsave(&dst->lock, flags);
144         ipi = list_empty(&dst->list);
145         list_add_tail(&data->list, &dst->list);
146         raw_spin_unlock_irqrestore(&dst->lock, flags);
147
148         /*
149          * The list addition should be visible before sending the IPI
150          * handler locks the list to pull the entry off it because of
151          * normal cache coherency rules implied by spinlocks.
152          *
153          * If IPIs can go out of order to the cache coherency protocol
154          * in an architecture, sufficient synchronisation should be added
155          * to arch code to make it appear to obey cache coherency WRT
156          * locking and barrier primitives. Generic code isn't really
157          * equipped to do the right thing...
158          */
159         if (ipi)
160                 arch_send_call_function_single_ipi(cpu);
161
162         if (wait)
163                 csd_lock_wait(data);
164 }
165
166 /*
167  * Invoked by arch to handle an IPI for call function. Must be called with
168  * interrupts disabled.
169  */
170 void generic_smp_call_function_interrupt(void)
171 {
172         struct call_function_data *data;
173         int cpu = smp_processor_id();
174
175         /*
176          * Shouldn't receive this interrupt on a cpu that is not yet online.
177          */
178         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(cpu));
179
180         /*
181          * Ensure entry is visible on call_function_queue after we have
182          * entered the IPI. See comment in smp_call_function_many.
183          * If we don't have this, then we may miss an entry on the list
184          * and never get another IPI to process it.
185          */
186         smp_mb();
187
188         /*
189          * It's ok to use list_for_each_rcu() here even though we may
190          * delete 'pos', since list_del_rcu() doesn't clear ->next
191          */
192         list_for_each_entry_rcu(data, &call_function.queue, csd.list) {
193                 int refs;
194                 smp_call_func_t func;
195
196                 /*
197                  * Since we walk the list without any locks, we might
198                  * see an entry that was completed, removed from the
199                  * list and is in the process of being reused.
200                  *
201                  * We must check that the cpu is in the cpumask before
202                  * checking the refs, and both must be set before
203                  * executing the callback on this cpu.
204                  */
205
206                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, data->cpumask))
207                         continue;
208
209                 smp_rmb();
210
211                 if (atomic_read(&data->refs) == 0)
212                         continue;
213
214                 func = data->csd.func;          /* save for later warn */
215                 func(data->csd.info);
216
217                 /*
218                  * If the cpu mask is not still set then func enabled
219                  * interrupts (BUG), and this cpu took another smp call
220                  * function interrupt and executed func(info) twice
221                  * on this cpu.  That nested execution decremented refs.
222                  */
223                 if (!cpumask_test_and_clear_cpu(cpu, data->cpumask)) {
224                         WARN(1, "%pf enabled interrupts and double executed\n", func);
225                         continue;
226                 }
227
228                 refs = atomic_dec_return(&data->refs);
229                 WARN_ON(refs < 0);
230
231                 if (refs)
232                         continue;
233
234                 WARN_ON(!cpumask_empty(data->cpumask));
235
236                 raw_spin_lock(&call_function.lock);
237                 list_del_rcu(&data->csd.list);
238                 raw_spin_unlock(&call_function.lock);
239
240                 csd_unlock(&data->csd);
241         }
242
243 }
244
245 /*
246  * Invoked by arch to handle an IPI for call function single. Must be
247  * called from the arch with interrupts disabled.
248  */
249 void generic_smp_call_function_single_interrupt(void)
250 {
251         struct call_single_queue *q = &__get_cpu_var(call_single_queue);
252         unsigned int data_flags;
253         LIST_HEAD(list);
254
255         /*
256          * Shouldn't receive this interrupt on a cpu that is not yet online.
257          */
258         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(smp_processor_id()));
259
260         raw_spin_lock(&q->lock);
261         list_replace_init(&q->list, &list);
262         raw_spin_unlock(&q->lock);
263
264         while (!list_empty(&list)) {
265                 struct call_single_data *data;
266
267                 data = list_entry(list.next, struct call_single_data, list);
268                 list_del(&data->list);
269
270                 /*
271                  * 'data' can be invalid after this call if flags == 0
272                  * (when called through generic_exec_single()),
273                  * so save them away before making the call:
274                  */
275                 data_flags = data->flags;
276
277                 data->func(data->info);
278
279                 /*
280                  * Unlocked CSDs are valid through generic_exec_single():
281                  */
282                 if (data_flags & CSD_FLAG_LOCK)
283                         csd_unlock(data);
284         }
285 }
286
287 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct call_single_data, csd_data);
288
289 /*
290  * smp_call_function_single - Run a function on a specific CPU
291  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
292  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
293  * @wait: If true, wait until function has completed on other CPUs.
294  *
295  * Returns 0 on success, else a negative status code.
296  */
297 int smp_call_function_single(int cpu, smp_call_func_t func, void *info,
298                              int wait)
299 {
300         struct call_single_data d = {
301                 .flags = 0,
302         };
303         unsigned long flags;
304         int this_cpu;
305         int err = 0;
306
307         /*
308          * prevent preemption and reschedule on another processor,
309          * as well as CPU removal
310          */
311         this_cpu = get_cpu();
312
313         /*
314          * Can deadlock when called with interrupts disabled.
315          * We allow cpu's that are not yet online though, as no one else can
316          * send smp call function interrupt to this cpu and as such deadlocks
317          * can't happen.
318          */
319         WARN_ON_ONCE(cpu_online(this_cpu) && irqs_disabled()
320                      && !oops_in_progress);
321
322         if (cpu == this_cpu) {
323                 local_irq_save(flags);
324                 func(info);
325                 local_irq_restore(flags);
326         } else {
327                 if ((unsigned)cpu < nr_cpu_ids && cpu_online(cpu)) {
328                         struct call_single_data *data = &d;
329
330                         if (!wait)
331                                 data = &__get_cpu_var(csd_data);
332
333                         csd_lock(data);
334
335                         data->func = func;
336                         data->info = info;
337                         generic_exec_single(cpu, data, wait);
338                 } else {
339                         err = -ENXIO;   /* CPU not online */
340                 }
341         }
342
343         put_cpu();
344
345         return err;
346 }
347 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function_single);
348
349 /*
350  * smp_call_function_any - Run a function on any of the given cpus
351  * @mask: The mask of cpus it can run on.
352  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
353  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
354  * @wait: If true, wait until function has completed.
355  *
356  * Returns 0 on success, else a negative status code (if no cpus were online).
357  * Note that @wait will be implicitly turned on in case of allocation failures,
358  * since we fall back to on-stack allocation.
359  *
360  * Selection preference:
361  *      1) current cpu if in @mask
362  *      2) any cpu of current node if in @mask
363  *      3) any other online cpu in @mask
364  */
365 int smp_call_function_any(const struct cpumask *mask,
366                           smp_call_func_t func, void *info, int wait)
367 {
368         unsigned int cpu;
369         const struct cpumask *nodemask;
370         int ret;
371
372         /* Try for same CPU (cheapest) */
373         cpu = get_cpu();
374         if (cpumask_test_cpu(cpu, mask))
375                 goto call;
376
377         /* Try for same node. */
378         nodemask = cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
379         for (cpu = cpumask_first_and(nodemask, mask); cpu < nr_cpu_ids;
380              cpu = cpumask_next_and(cpu, nodemask, mask)) {
381                 if (cpu_online(cpu))
382                         goto call;
383         }
384
385         /* Any online will do: smp_call_function_single handles nr_cpu_ids. */
386         cpu = cpumask_any_and(mask, cpu_online_mask);
387 call:
388         ret = smp_call_function_single(cpu, func, info, wait);
389         put_cpu();
390         return ret;
391 }
392 EXPORT_SYMBOL_GPL(smp_call_function_any);
393
394 /**
395  * __smp_call_function_single(): Run a function on a specific CPU
396  * @cpu: The CPU to run on.
397  * @data: Pre-allocated and setup data structure
398  * @wait: If true, wait until function has completed on specified CPU.
399  *
400  * Like smp_call_function_single(), but allow caller to pass in a
401  * pre-allocated data structure. Useful for embedding @data inside
402  * other structures, for instance.
403  */
404 void __smp_call_function_single(int cpu, struct call_single_data *data,
405                                 int wait)
406 {
407         unsigned int this_cpu;
408         unsigned long flags;
409
410         this_cpu = get_cpu();
411         /*
412          * Can deadlock when called with interrupts disabled.
413          * We allow cpu's that are not yet online though, as no one else can
414          * send smp call function interrupt to this cpu and as such deadlocks
415          * can't happen.
416          */
417         WARN_ON_ONCE(cpu_online(smp_processor_id()) && wait && irqs_disabled()
418                      && !oops_in_progress);
419
420         if (cpu == this_cpu) {
421                 local_irq_save(flags);
422                 data->func(data->info);
423                 local_irq_restore(flags);
424         } else {
425                 csd_lock(data);
426                 generic_exec_single(cpu, data, wait);
427         }
428         put_cpu();
429 }
430
431 /**
432  * smp_call_function_many(): Run a function on a set of other CPUs.
433  * @mask: The set of cpus to run on (only runs on online subset).
434  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
435  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
436  * @wait: If true, wait (atomically) until function has completed
437  *        on other CPUs.
438  *
439  * If @wait is true, then returns once @func has returned.
440  *
441  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
442  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler. Preemption
443  * must be disabled when calling this function.
444  */
445 void smp_call_function_many(const struct cpumask *mask,
446                             smp_call_func_t func, void *info, bool wait)
447 {
448         struct call_function_data *data;
449         unsigned long flags;
450         int refs, cpu, next_cpu, this_cpu = smp_processor_id();
451
452         /*
453          * Can deadlock when called with interrupts disabled.
454          * We allow cpu's that are not yet online though, as no one else can
455          * send smp call function interrupt to this cpu and as such deadlocks
456          * can't happen.
457          */
458         WARN_ON_ONCE(cpu_online(this_cpu) && irqs_disabled()
459                      && !oops_in_progress && !early_boot_irqs_disabled);
460
461         /* Try to fastpath.  So, what's a CPU they want? Ignoring this one. */
462         cpu = cpumask_first_and(mask, cpu_online_mask);
463         if (cpu == this_cpu)
464                 cpu = cpumask_next_and(cpu, mask, cpu_online_mask);
465
466         /* No online cpus?  We're done. */
467         if (cpu >= nr_cpu_ids)
468                 return;
469
470         /* Do we have another CPU which isn't us? */
471         next_cpu = cpumask_next_and(cpu, mask, cpu_online_mask);
472         if (next_cpu == this_cpu)
473                 next_cpu = cpumask_next_and(next_cpu, mask, cpu_online_mask);
474
475         /* Fastpath: do that cpu by itself. */
476         if (next_cpu >= nr_cpu_ids) {
477                 smp_call_function_single(cpu, func, info, wait);
478                 return;
479         }
480
481         data = &__get_cpu_var(cfd_data);
482         csd_lock(&data->csd);
483
484         /* This BUG_ON verifies our reuse assertions and can be removed */
485         BUG_ON(atomic_read(&data->refs) || !cpumask_empty(data->cpumask));
486
487         /*
488          * The global call function queue list add and delete are protected
489          * by a lock, but the list is traversed without any lock, relying
490          * on the rcu list add and delete to allow safe concurrent traversal.
491          * We reuse the call function data without waiting for any grace
492          * period after some other cpu removes it from the global queue.
493          * This means a cpu might find our data block as it is being
494          * filled out.
495          *
496          * We hold off the interrupt handler on the other cpu by
497          * ordering our writes to the cpu mask vs our setting of the
498          * refs counter.  We assert only the cpu owning the data block
499          * will set a bit in cpumask, and each bit will only be cleared
500          * by the subject cpu.  Each cpu must first find its bit is
501          * set and then check that refs is set indicating the element is
502          * ready to be processed, otherwise it must skip the entry.
503          *
504          * On the previous iteration refs was set to 0 by another cpu.
505          * To avoid the use of transitivity, set the counter to 0 here
506          * so the wmb will pair with the rmb in the interrupt handler.
507          */
508         atomic_set(&data->refs, 0);     /* convert 3rd to 1st party write */
509
510         data->csd.func = func;
511         data->csd.info = info;
512
513         /* Ensure 0 refs is visible before mask.  Also orders func and info */
514         smp_wmb();
515
516         /* We rely on the "and" being processed before the store */
517         cpumask_and(data->cpumask, mask, cpu_online_mask);
518         cpumask_clear_cpu(this_cpu, data->cpumask);
519         refs = cpumask_weight(data->cpumask);
520
521         /* Some callers race with other cpus changing the passed mask */
522         if (unlikely(!refs)) {
523                 csd_unlock(&data->csd);
524                 return;
525         }
526
527         raw_spin_lock_irqsave(&call_function.lock, flags);
528         /*
529          * Place entry at the _HEAD_ of the list, so that any cpu still
530          * observing the entry in generic_smp_call_function_interrupt()
531          * will not miss any other list entries:
532          */
533         list_add_rcu(&data->csd.list, &call_function.queue);
534         /*
535          * We rely on the wmb() in list_add_rcu to complete our writes
536          * to the cpumask before this write to refs, which indicates
537          * data is on the list and is ready to be processed.
538          */
539         atomic_set(&data->refs, refs);
540         raw_spin_unlock_irqrestore(&call_function.lock, flags);
541
542         /*
543          * Make the list addition visible before sending the ipi.
544          * (IPIs must obey or appear to obey normal Linux cache
545          * coherency rules -- see comment in generic_exec_single).
546          */
547         smp_mb();
548
549         /* Send a message to all CPUs in the map */
550         arch_send_call_function_ipi_mask(data->cpumask);
551
552         /* Optionally wait for the CPUs to complete */
553         if (wait)
554                 csd_lock_wait(&data->csd);
555 }
556 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function_many);
557
558 /**
559  * smp_call_function(): Run a function on all other CPUs.
560  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
561  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
562  * @wait: If true, wait (atomically) until function has completed
563  *        on other CPUs.
564  *
565  * Returns 0.
566  *
567  * If @wait is true, then returns once @func has returned; otherwise
568  * it returns just before the target cpu calls @func.
569  *
570  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
571  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler.
572  */
573 int smp_call_function(smp_call_func_t func, void *info, int wait)
574 {
575         preempt_disable();
576         smp_call_function_many(cpu_online_mask, func, info, wait);
577         preempt_enable();
578
579         return 0;
580 }
581 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function);
582
583 void ipi_call_lock(void)
584 {
585         raw_spin_lock(&call_function.lock);
586 }
587
588 void ipi_call_unlock(void)
589 {
590         raw_spin_unlock(&call_function.lock);
591 }
592
593 void ipi_call_lock_irq(void)
594 {
595         raw_spin_lock_irq(&call_function.lock);
596 }
597
598 void ipi_call_unlock_irq(void)
599 {
600         raw_spin_unlock_irq(&call_function.lock);
601 }
602 #endif /* USE_GENERIC_SMP_HELPERS */
603
604 /* Setup configured maximum number of CPUs to activate */
605 unsigned int setup_max_cpus = NR_CPUS;
606 EXPORT_SYMBOL(setup_max_cpus);
607
608
609 /*
610  * Setup routine for controlling SMP activation
611  *
612  * Command-line option of "nosmp" or "maxcpus=0" will disable SMP
613  * activation entirely (the MPS table probe still happens, though).
614  *
615  * Command-line option of "maxcpus=<NUM>", where <NUM> is an integer
616  * greater than 0, limits the maximum number of CPUs activated in
617  * SMP mode to <NUM>.
618  */
619
620 void __weak arch_disable_smp_support(void) { }
621
622 static int __init nosmp(char *str)
623 {
624         setup_max_cpus = 0;
625         arch_disable_smp_support();
626
627         return 0;
628 }
629
630 early_param("nosmp", nosmp);
631
632 /* this is hard limit */
633 static int __init nrcpus(char *str)
634 {
635         int nr_cpus;
636
637         get_option(&str, &nr_cpus);
638         if (nr_cpus > 0 && nr_cpus < nr_cpu_ids)
639                 nr_cpu_ids = nr_cpus;
640
641         return 0;
642 }
643
644 early_param("nr_cpus", nrcpus);
645
646 static int __init maxcpus(char *str)
647 {
648         get_option(&str, &setup_max_cpus);
649         if (setup_max_cpus == 0)
650                 arch_disable_smp_support();
651
652         return 0;
653 }
654
655 early_param("maxcpus", maxcpus);
656
657 /* Setup number of possible processor ids */
658 int nr_cpu_ids __read_mostly = NR_CPUS;
659 EXPORT_SYMBOL(nr_cpu_ids);
660
661 /* An arch may set nr_cpu_ids earlier if needed, so this would be redundant */
662 void __init setup_nr_cpu_ids(void)
663 {
664         nr_cpu_ids = find_last_bit(cpumask_bits(cpu_possible_mask),NR_CPUS) + 1;
665 }
666
667 /* Called by boot processor to activate the rest. */
668 void __init smp_init(void)
669 {
670         unsigned int cpu;
671
672         /* FIXME: This should be done in userspace --RR */
673         for_each_present_cpu(cpu) {
674                 if (num_online_cpus() >= setup_max_cpus)
675                         break;
676                 if (!cpu_online(cpu))
677                         cpu_up(cpu);
678         }
679
680         /* Any cleanup work */
681         printk(KERN_INFO "Brought up %ld CPUs\n", (long)num_online_cpus());
682         smp_cpus_done(setup_max_cpus);
683 }
684
685 /*
686  * Call a function on all processors.  May be used during early boot while
687  * early_boot_irqs_disabled is set.  Use local_irq_save/restore() instead
688  * of local_irq_disable/enable().
689  */
690 int on_each_cpu(void (*func) (void *info), void *info, int wait)
691 {
692         unsigned long flags;
693         int ret = 0;
694
695         preempt_disable();
696         ret = smp_call_function(func, info, wait);
697         local_irq_save(flags);
698         func(info);
699         local_irq_restore(flags);
700         preempt_enable();
701         return ret;
702 }
703 EXPORT_SYMBOL(on_each_cpu);