cpumask: prepare for iterators to only go to nr_cpu_ids/nr_cpumask_bits.: core
[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  */
7 #include <linux/init.h>
8 #include <linux/module.h>
9 #include <linux/percpu.h>
10 #include <linux/rcupdate.h>
11 #include <linux/rculist.h>
12 #include <linux/smp.h>
13
14 static DEFINE_PER_CPU(struct call_single_queue, call_single_queue);
15 static LIST_HEAD(call_function_queue);
16 __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(call_function_lock);
17
18 enum {
19         CSD_FLAG_WAIT           = 0x01,
20         CSD_FLAG_ALLOC          = 0x02,
21 };
22
23 struct call_function_data {
24         struct call_single_data csd;
25         spinlock_t lock;
26         unsigned int refs;
27         struct rcu_head rcu_head;
28         unsigned long cpumask_bits[];
29 };
30
31 struct call_single_queue {
32         struct list_head list;
33         spinlock_t lock;
34 };
35
36 static int __cpuinit init_call_single_data(void)
37 {
38         int i;
39
40         for_each_possible_cpu(i) {
41                 struct call_single_queue *q = &per_cpu(call_single_queue, i);
42
43                 spin_lock_init(&q->lock);
44                 INIT_LIST_HEAD(&q->list);
45         }
46         return 0;
47 }
48 early_initcall(init_call_single_data);
49
50 static void csd_flag_wait(struct call_single_data *data)
51 {
52         /* Wait for response */
53         do {
54                 if (!(data->flags & CSD_FLAG_WAIT))
55                         break;
56                 cpu_relax();
57         } while (1);
58 }
59
60 /*
61  * Insert a previously allocated call_single_data element for execution
62  * on the given CPU. data must already have ->func, ->info, and ->flags set.
63  */
64 static void generic_exec_single(int cpu, struct call_single_data *data)
65 {
66         struct call_single_queue *dst = &per_cpu(call_single_queue, cpu);
67         int wait = data->flags & CSD_FLAG_WAIT, ipi;
68         unsigned long flags;
69
70         spin_lock_irqsave(&dst->lock, flags);
71         ipi = list_empty(&dst->list);
72         list_add_tail(&data->list, &dst->list);
73         spin_unlock_irqrestore(&dst->lock, flags);
74
75         /*
76          * Make the list addition visible before sending the ipi.
77          */
78         smp_mb();
79
80         if (ipi)
81                 arch_send_call_function_single_ipi(cpu);
82
83         if (wait)
84                 csd_flag_wait(data);
85 }
86
87 static void rcu_free_call_data(struct rcu_head *head)
88 {
89         struct call_function_data *data;
90
91         data = container_of(head, struct call_function_data, rcu_head);
92
93         kfree(data);
94 }
95
96 /*
97  * Invoked by arch to handle an IPI for call function. Must be called with
98  * interrupts disabled.
99  */
100 void generic_smp_call_function_interrupt(void)
101 {
102         struct call_function_data *data;
103         int cpu = get_cpu();
104
105         /*
106          * It's ok to use list_for_each_rcu() here even though we may delete
107          * 'pos', since list_del_rcu() doesn't clear ->next
108          */
109         rcu_read_lock();
110         list_for_each_entry_rcu(data, &call_function_queue, csd.list) {
111                 int refs;
112
113                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, to_cpumask(data->cpumask_bits)))
114                         continue;
115
116                 data->csd.func(data->csd.info);
117
118                 spin_lock(&data->lock);
119                 cpumask_clear_cpu(cpu, to_cpumask(data->cpumask_bits));
120                 WARN_ON(data->refs == 0);
121                 data->refs--;
122                 refs = data->refs;
123                 spin_unlock(&data->lock);
124
125                 if (refs)
126                         continue;
127
128                 spin_lock(&call_function_lock);
129                 list_del_rcu(&data->csd.list);
130                 spin_unlock(&call_function_lock);
131
132                 if (data->csd.flags & CSD_FLAG_WAIT) {
133                         /*
134                          * serialize stores to data with the flag clear
135                          * and wakeup
136                          */
137                         smp_wmb();
138                         data->csd.flags &= ~CSD_FLAG_WAIT;
139                 }
140                 if (data->csd.flags & CSD_FLAG_ALLOC)
141                         call_rcu(&data->rcu_head, rcu_free_call_data);
142         }
143         rcu_read_unlock();
144
145         put_cpu();
146 }
147
148 /*
149  * Invoked by arch to handle an IPI for call function single. Must be called
150  * from the arch with interrupts disabled.
151  */
152 void generic_smp_call_function_single_interrupt(void)
153 {
154         struct call_single_queue *q = &__get_cpu_var(call_single_queue);
155         LIST_HEAD(list);
156
157         /*
158          * Need to see other stores to list head for checking whether
159          * list is empty without holding q->lock
160          */
161         smp_read_barrier_depends();
162         while (!list_empty(&q->list)) {
163                 unsigned int data_flags;
164
165                 spin_lock(&q->lock);
166                 list_replace_init(&q->list, &list);
167                 spin_unlock(&q->lock);
168
169                 while (!list_empty(&list)) {
170                         struct call_single_data *data;
171
172                         data = list_entry(list.next, struct call_single_data,
173                                                 list);
174                         list_del(&data->list);
175
176                         /*
177                          * 'data' can be invalid after this call if
178                          * flags == 0 (when called through
179                          * generic_exec_single(), so save them away before
180                          * making the call.
181                          */
182                         data_flags = data->flags;
183
184                         data->func(data->info);
185
186                         if (data_flags & CSD_FLAG_WAIT) {
187                                 smp_wmb();
188                                 data->flags &= ~CSD_FLAG_WAIT;
189                         } else if (data_flags & CSD_FLAG_ALLOC)
190                                 kfree(data);
191                 }
192                 /*
193                  * See comment on outer loop
194                  */
195                 smp_read_barrier_depends();
196         }
197 }
198
199 /*
200  * smp_call_function_single - Run a function on a specific CPU
201  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
202  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
203  * @wait: If true, wait until function has completed on other CPUs.
204  *
205  * Returns 0 on success, else a negative status code. Note that @wait
206  * will be implicitly turned on in case of allocation failures, since
207  * we fall back to on-stack allocation.
208  */
209 int smp_call_function_single(int cpu, void (*func) (void *info), void *info,
210                              int wait)
211 {
212         struct call_single_data d;
213         unsigned long flags;
214         /* prevent preemption and reschedule on another processor,
215            as well as CPU removal */
216         int me = get_cpu();
217         int err = 0;
218
219         /* Can deadlock when called with interrupts disabled */
220         WARN_ON(irqs_disabled());
221
222         if (cpu == me) {
223                 local_irq_save(flags);
224                 func(info);
225                 local_irq_restore(flags);
226         } else if ((unsigned)cpu < nr_cpu_ids && cpu_online(cpu)) {
227                 struct call_single_data *data = NULL;
228
229                 if (!wait) {
230                         data = kmalloc(sizeof(*data), GFP_ATOMIC);
231                         if (data)
232                                 data->flags = CSD_FLAG_ALLOC;
233                 }
234                 if (!data) {
235                         data = &d;
236                         data->flags = CSD_FLAG_WAIT;
237                 }
238
239                 data->func = func;
240                 data->info = info;
241                 generic_exec_single(cpu, data);
242         } else {
243                 err = -ENXIO;   /* CPU not online */
244         }
245
246         put_cpu();
247         return err;
248 }
249 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function_single);
250
251 /**
252  * __smp_call_function_single(): Run a function on another CPU
253  * @cpu: The CPU to run on.
254  * @data: Pre-allocated and setup data structure
255  *
256  * Like smp_call_function_single(), but allow caller to pass in a pre-allocated
257  * data structure. Useful for embedding @data inside other structures, for
258  * instance.
259  *
260  */
261 void __smp_call_function_single(int cpu, struct call_single_data *data)
262 {
263         /* Can deadlock when called with interrupts disabled */
264         WARN_ON((data->flags & CSD_FLAG_WAIT) && irqs_disabled());
265
266         generic_exec_single(cpu, data);
267 }
268
269 /* FIXME: Shim for archs using old arch_send_call_function_ipi API. */
270 #ifndef arch_send_call_function_ipi_mask
271 #define arch_send_call_function_ipi_mask(maskp) \
272         arch_send_call_function_ipi(*(maskp))
273 #endif
274
275 /**
276  * smp_call_function_many(): Run a function on a set of other CPUs.
277  * @mask: The set of cpus to run on (only runs on online subset).
278  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
279  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
280  * @wait: If true, wait (atomically) until function has completed on other CPUs.
281  *
282  * If @wait is true, then returns once @func has returned. Note that @wait
283  * will be implicitly turned on in case of allocation failures, since
284  * we fall back to on-stack allocation.
285  *
286  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
287  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler. Preemption
288  * must be disabled when calling this function.
289  */
290 void smp_call_function_many(const struct cpumask *mask,
291                             void (*func)(void *), void *info,
292                             bool wait)
293 {
294         struct call_function_data *data;
295         unsigned long flags;
296         int cpu, next_cpu;
297
298         /* Can deadlock when called with interrupts disabled */
299         WARN_ON(irqs_disabled());
300
301         /* So, what's a CPU they want?  Ignoring this one. */
302         cpu = cpumask_first_and(mask, cpu_online_mask);
303         if (cpu == smp_processor_id())
304                 cpu = cpumask_next_and(cpu, mask, cpu_online_mask);
305         /* No online cpus?  We're done. */
306         if (cpu >= nr_cpu_ids)
307                 return;
308
309         /* Do we have another CPU which isn't us? */
310         next_cpu = cpumask_next_and(cpu, mask, cpu_online_mask);
311         if (next_cpu == smp_processor_id())
312                 next_cpu = cpumask_next_and(next_cpu, mask, cpu_online_mask);
313
314         /* Fastpath: do that cpu by itself. */
315         if (next_cpu >= nr_cpu_ids) {
316                 smp_call_function_single(cpu, func, info, wait);
317                 return;
318         }
319
320         data = kmalloc(sizeof(*data) + cpumask_size(), GFP_ATOMIC);
321         if (unlikely(!data)) {
322                 /* Slow path. */
323                 for_each_online_cpu(cpu) {
324                         if (cpu == smp_processor_id())
325                                 continue;
326                         if (cpumask_test_cpu(cpu, mask))
327                                 smp_call_function_single(cpu, func, info, wait);
328                 }
329                 return;
330         }
331
332         spin_lock_init(&data->lock);
333         data->csd.flags = CSD_FLAG_ALLOC;
334         if (wait)
335                 data->csd.flags |= CSD_FLAG_WAIT;
336         data->csd.func = func;
337         data->csd.info = info;
338         cpumask_and(to_cpumask(data->cpumask_bits), mask, cpu_online_mask);
339         cpumask_clear_cpu(smp_processor_id(), to_cpumask(data->cpumask_bits));
340         data->refs = cpumask_weight(to_cpumask(data->cpumask_bits));
341
342         spin_lock_irqsave(&call_function_lock, flags);
343         list_add_tail_rcu(&data->csd.list, &call_function_queue);
344         spin_unlock_irqrestore(&call_function_lock, flags);
345
346         /*
347          * Make the list addition visible before sending the ipi.
348          */
349         smp_mb();
350
351         /* Send a message to all CPUs in the map */
352         arch_send_call_function_ipi_mask(to_cpumask(data->cpumask_bits));
353
354         /* optionally wait for the CPUs to complete */
355         if (wait)
356                 csd_flag_wait(&data->csd);
357 }
358 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function_many);
359
360 /**
361  * smp_call_function(): Run a function on all other CPUs.
362  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
363  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
364  * @wait: If true, wait (atomically) until function has completed on other CPUs.
365  *
366  * Returns 0.
367  *
368  * If @wait is true, then returns once @func has returned; otherwise
369  * it returns just before the target cpu calls @func. In case of allocation
370  * failure, @wait will be implicitly turned on.
371  *
372  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
373  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler.
374  */
375 int smp_call_function(void (*func)(void *), void *info, int wait)
376 {
377         preempt_disable();
378         smp_call_function_many(cpu_online_mask, func, info, wait);
379         preempt_enable();
380         return 0;
381 }
382 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function);
383
384 void ipi_call_lock(void)
385 {
386         spin_lock(&call_function_lock);
387 }
388
389 void ipi_call_unlock(void)
390 {
391         spin_unlock(&call_function_lock);
392 }
393
394 void ipi_call_lock_irq(void)
395 {
396         spin_lock_irq(&call_function_lock);
397 }
398
399 void ipi_call_unlock_irq(void)
400 {
401         spin_unlock_irq(&call_function_lock);
402 }