kernel: remove CONFIG_USE_GENERIC_SMP_HELPERS
[linux-3.10.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/export.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 #include "smpboot.h"
17
18 enum {
19         CSD_FLAG_LOCK           = 0x01,
20 };
21
22 struct call_function_data {
23         struct call_single_data __percpu *csd;
24         cpumask_var_t           cpumask;
25         cpumask_var_t           cpumask_ipi;
26 };
27
28 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct call_function_data, cfd_data);
29
30 struct call_single_queue {
31         struct list_head        list;
32         raw_spinlock_t          lock;
33 };
34
35 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct call_single_queue, call_single_queue);
36
37 static int
38 hotplug_cfd(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
39 {
40         long cpu = (long)hcpu;
41         struct call_function_data *cfd = &per_cpu(cfd_data, cpu);
42
43         switch (action) {
44         case CPU_UP_PREPARE:
45         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
46                 if (!zalloc_cpumask_var_node(&cfd->cpumask, GFP_KERNEL,
47                                 cpu_to_node(cpu)))
48                         return notifier_from_errno(-ENOMEM);
49                 if (!zalloc_cpumask_var_node(&cfd->cpumask_ipi, GFP_KERNEL,
50                                 cpu_to_node(cpu)))
51                         return notifier_from_errno(-ENOMEM);
52                 cfd->csd = alloc_percpu(struct call_single_data);
53                 if (!cfd->csd) {
54                         free_cpumask_var(cfd->cpumask);
55                         return notifier_from_errno(-ENOMEM);
56                 }
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                 free_cpumask_var(cfd->cpumask_ipi);
67                 free_percpu(cfd->csd);
68                 break;
69 #endif
70         };
71
72         return NOTIFY_OK;
73 }
74
75 static struct notifier_block __cpuinitdata hotplug_cfd_notifier = {
76         .notifier_call          = hotplug_cfd,
77 };
78
79 void __init call_function_init(void)
80 {
81         void *cpu = (void *)(long)smp_processor_id();
82         int i;
83
84         for_each_possible_cpu(i) {
85                 struct call_single_queue *q = &per_cpu(call_single_queue, i);
86
87                 raw_spin_lock_init(&q->lock);
88                 INIT_LIST_HEAD(&q->list);
89         }
90
91         hotplug_cfd(&hotplug_cfd_notifier, CPU_UP_PREPARE, cpu);
92         register_cpu_notifier(&hotplug_cfd_notifier);
93 }
94
95 /*
96  * csd_lock/csd_unlock used to serialize access to per-cpu csd resources
97  *
98  * For non-synchronous ipi calls the csd can still be in use by the
99  * previous function call. For multi-cpu calls its even more interesting
100  * as we'll have to ensure no other cpu is observing our csd.
101  */
102 static void csd_lock_wait(struct call_single_data *csd)
103 {
104         while (csd->flags & CSD_FLAG_LOCK)
105                 cpu_relax();
106 }
107
108 static void csd_lock(struct call_single_data *csd)
109 {
110         csd_lock_wait(csd);
111         csd->flags |= CSD_FLAG_LOCK;
112
113         /*
114          * prevent CPU from reordering the above assignment
115          * to ->flags with any subsequent assignments to other
116          * fields of the specified call_single_data structure:
117          */
118         smp_mb();
119 }
120
121 static void csd_unlock(struct call_single_data *csd)
122 {
123         WARN_ON(!(csd->flags & CSD_FLAG_LOCK));
124
125         /*
126          * ensure we're all done before releasing data:
127          */
128         smp_mb();
129
130         csd->flags &= ~CSD_FLAG_LOCK;
131 }
132
133 /*
134  * Insert a previously allocated call_single_data element
135  * for execution on the given CPU. data must already have
136  * ->func, ->info, and ->flags set.
137  */
138 static
139 void generic_exec_single(int cpu, struct call_single_data *csd, int wait)
140 {
141         struct call_single_queue *dst = &per_cpu(call_single_queue, cpu);
142         unsigned long flags;
143         int ipi;
144
145         raw_spin_lock_irqsave(&dst->lock, flags);
146         ipi = list_empty(&dst->list);
147         list_add_tail(&csd->list, &dst->list);
148         raw_spin_unlock_irqrestore(&dst->lock, flags);
149
150         /*
151          * The list addition should be visible before sending the IPI
152          * handler locks the list to pull the entry off it because of
153          * normal cache coherency rules implied by spinlocks.
154          *
155          * If IPIs can go out of order to the cache coherency protocol
156          * in an architecture, sufficient synchronisation should be added
157          * to arch code to make it appear to obey cache coherency WRT
158          * locking and barrier primitives. Generic code isn't really
159          * equipped to do the right thing...
160          */
161         if (ipi)
162                 arch_send_call_function_single_ipi(cpu);
163
164         if (wait)
165                 csd_lock_wait(csd);
166 }
167
168 /*
169  * Invoked by arch to handle an IPI for call function single. Must be
170  * called from the arch with interrupts disabled.
171  */
172 void generic_smp_call_function_single_interrupt(void)
173 {
174         struct call_single_queue *q = &__get_cpu_var(call_single_queue);
175         LIST_HEAD(list);
176
177         /*
178          * Shouldn't receive this interrupt on a cpu that is not yet online.
179          */
180         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(smp_processor_id()));
181
182         raw_spin_lock(&q->lock);
183         list_replace_init(&q->list, &list);
184         raw_spin_unlock(&q->lock);
185
186         while (!list_empty(&list)) {
187                 struct call_single_data *csd;
188                 unsigned int csd_flags;
189
190                 csd = list_entry(list.next, struct call_single_data, list);
191                 list_del(&csd->list);
192
193                 /*
194                  * 'csd' can be invalid after this call if flags == 0
195                  * (when called through generic_exec_single()),
196                  * so save them away before making the call:
197                  */
198                 csd_flags = csd->flags;
199
200                 csd->func(csd->info);
201
202                 /*
203                  * Unlocked CSDs are valid through generic_exec_single():
204                  */
205                 if (csd_flags & CSD_FLAG_LOCK)
206                         csd_unlock(csd);
207         }
208 }
209
210 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct call_single_data, csd_data);
211
212 /*
213  * smp_call_function_single - Run a function on a specific CPU
214  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
215  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
216  * @wait: If true, wait until function has completed on other CPUs.
217  *
218  * Returns 0 on success, else a negative status code.
219  */
220 int smp_call_function_single(int cpu, smp_call_func_t func, void *info,
221                              int wait)
222 {
223         struct call_single_data d = {
224                 .flags = 0,
225         };
226         unsigned long flags;
227         int this_cpu;
228         int err = 0;
229
230         /*
231          * prevent preemption and reschedule on another processor,
232          * as well as CPU removal
233          */
234         this_cpu = get_cpu();
235
236         /*
237          * Can deadlock when called with interrupts disabled.
238          * We allow cpu's that are not yet online though, as no one else can
239          * send smp call function interrupt to this cpu and as such deadlocks
240          * can't happen.
241          */
242         WARN_ON_ONCE(cpu_online(this_cpu) && irqs_disabled()
243                      && !oops_in_progress);
244
245         if (cpu == this_cpu) {
246                 local_irq_save(flags);
247                 func(info);
248                 local_irq_restore(flags);
249         } else {
250                 if ((unsigned)cpu < nr_cpu_ids && cpu_online(cpu)) {
251                         struct call_single_data *csd = &d;
252
253                         if (!wait)
254                                 csd = &__get_cpu_var(csd_data);
255
256                         csd_lock(csd);
257
258                         csd->func = func;
259                         csd->info = info;
260                         generic_exec_single(cpu, csd, wait);
261                 } else {
262                         err = -ENXIO;   /* CPU not online */
263                 }
264         }
265
266         put_cpu();
267
268         return err;
269 }
270 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function_single);
271
272 /*
273  * smp_call_function_any - Run a function on any of the given cpus
274  * @mask: The mask of cpus it can run on.
275  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
276  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
277  * @wait: If true, wait until function has completed.
278  *
279  * Returns 0 on success, else a negative status code (if no cpus were online).
280  * Note that @wait will be implicitly turned on in case of allocation failures,
281  * since we fall back to on-stack allocation.
282  *
283  * Selection preference:
284  *      1) current cpu if in @mask
285  *      2) any cpu of current node if in @mask
286  *      3) any other online cpu in @mask
287  */
288 int smp_call_function_any(const struct cpumask *mask,
289                           smp_call_func_t func, void *info, int wait)
290 {
291         unsigned int cpu;
292         const struct cpumask *nodemask;
293         int ret;
294
295         /* Try for same CPU (cheapest) */
296         cpu = get_cpu();
297         if (cpumask_test_cpu(cpu, mask))
298                 goto call;
299
300         /* Try for same node. */
301         nodemask = cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
302         for (cpu = cpumask_first_and(nodemask, mask); cpu < nr_cpu_ids;
303              cpu = cpumask_next_and(cpu, nodemask, mask)) {
304                 if (cpu_online(cpu))
305                         goto call;
306         }
307
308         /* Any online will do: smp_call_function_single handles nr_cpu_ids. */
309         cpu = cpumask_any_and(mask, cpu_online_mask);
310 call:
311         ret = smp_call_function_single(cpu, func, info, wait);
312         put_cpu();
313         return ret;
314 }
315 EXPORT_SYMBOL_GPL(smp_call_function_any);
316
317 /**
318  * __smp_call_function_single(): Run a function on a specific CPU
319  * @cpu: The CPU to run on.
320  * @data: Pre-allocated and setup data structure
321  * @wait: If true, wait until function has completed on specified CPU.
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 *csd,
328                                 int wait)
329 {
330         unsigned int this_cpu;
331         unsigned long flags;
332
333         this_cpu = get_cpu();
334         /*
335          * Can deadlock when called with interrupts disabled.
336          * We allow cpu's that are not yet online though, as no one else can
337          * send smp call function interrupt to this cpu and as such deadlocks
338          * can't happen.
339          */
340         WARN_ON_ONCE(cpu_online(smp_processor_id()) && wait && irqs_disabled()
341                      && !oops_in_progress);
342
343         if (cpu == this_cpu) {
344                 local_irq_save(flags);
345                 csd->func(csd->info);
346                 local_irq_restore(flags);
347         } else {
348                 csd_lock(csd);
349                 generic_exec_single(cpu, csd, wait);
350         }
351         put_cpu();
352 }
353
354 /**
355  * smp_call_function_many(): Run a function on a set of other CPUs.
356  * @mask: The set of cpus to run on (only runs on online subset).
357  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
358  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
359  * @wait: If true, wait (atomically) until function has completed
360  *        on other CPUs.
361  *
362  * If @wait is true, then returns once @func has returned.
363  *
364  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
365  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler. Preemption
366  * must be disabled when calling this function.
367  */
368 void smp_call_function_many(const struct cpumask *mask,
369                             smp_call_func_t func, void *info, bool wait)
370 {
371         struct call_function_data *cfd;
372         int cpu, next_cpu, this_cpu = smp_processor_id();
373
374         /*
375          * Can deadlock when called with interrupts disabled.
376          * We allow cpu's that are not yet online though, as no one else can
377          * send smp call function interrupt to this cpu and as such deadlocks
378          * can't happen.
379          */
380         WARN_ON_ONCE(cpu_online(this_cpu) && irqs_disabled()
381                      && !oops_in_progress && !early_boot_irqs_disabled);
382
383         /* Try to fastpath.  So, what's a CPU they want? Ignoring this one. */
384         cpu = cpumask_first_and(mask, cpu_online_mask);
385         if (cpu == this_cpu)
386                 cpu = cpumask_next_and(cpu, mask, cpu_online_mask);
387
388         /* No online cpus?  We're done. */
389         if (cpu >= nr_cpu_ids)
390                 return;
391
392         /* Do we have another CPU which isn't us? */
393         next_cpu = cpumask_next_and(cpu, mask, cpu_online_mask);
394         if (next_cpu == this_cpu)
395                 next_cpu = cpumask_next_and(next_cpu, mask, cpu_online_mask);
396
397         /* Fastpath: do that cpu by itself. */
398         if (next_cpu >= nr_cpu_ids) {
399                 smp_call_function_single(cpu, func, info, wait);
400                 return;
401         }
402
403         cfd = &__get_cpu_var(cfd_data);
404
405         cpumask_and(cfd->cpumask, mask, cpu_online_mask);
406         cpumask_clear_cpu(this_cpu, cfd->cpumask);
407
408         /* Some callers race with other cpus changing the passed mask */
409         if (unlikely(!cpumask_weight(cfd->cpumask)))
410                 return;
411
412         /*
413          * After we put an entry into the list, cfd->cpumask may be cleared
414          * again when another CPU sends another IPI for a SMP function call, so
415          * cfd->cpumask will be zero.
416          */
417         cpumask_copy(cfd->cpumask_ipi, cfd->cpumask);
418
419         for_each_cpu(cpu, cfd->cpumask) {
420                 struct call_single_data *csd = per_cpu_ptr(cfd->csd, cpu);
421                 struct call_single_queue *dst =
422                                         &per_cpu(call_single_queue, cpu);
423                 unsigned long flags;
424
425                 csd_lock(csd);
426                 csd->func = func;
427                 csd->info = info;
428
429                 raw_spin_lock_irqsave(&dst->lock, flags);
430                 list_add_tail(&csd->list, &dst->list);
431                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dst->lock, flags);
432         }
433
434         /* Send a message to all CPUs in the map */
435         arch_send_call_function_ipi_mask(cfd->cpumask_ipi);
436
437         if (wait) {
438                 for_each_cpu(cpu, cfd->cpumask) {
439                         struct call_single_data *csd;
440
441                         csd = per_cpu_ptr(cfd->csd, cpu);
442                         csd_lock_wait(csd);
443                 }
444         }
445 }
446 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function_many);
447
448 /**
449  * smp_call_function(): Run a function on all other CPUs.
450  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
451  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
452  * @wait: If true, wait (atomically) until function has completed
453  *        on other CPUs.
454  *
455  * Returns 0.
456  *
457  * If @wait is true, then returns once @func has returned; otherwise
458  * it returns just before the target cpu calls @func.
459  *
460  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
461  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler.
462  */
463 int smp_call_function(smp_call_func_t func, void *info, int wait)
464 {
465         preempt_disable();
466         smp_call_function_many(cpu_online_mask, func, info, wait);
467         preempt_enable();
468
469         return 0;
470 }
471 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function);
472
473 /* Setup configured maximum number of CPUs to activate */
474 unsigned int setup_max_cpus = NR_CPUS;
475 EXPORT_SYMBOL(setup_max_cpus);
476
477
478 /*
479  * Setup routine for controlling SMP activation
480  *
481  * Command-line option of "nosmp" or "maxcpus=0" will disable SMP
482  * activation entirely (the MPS table probe still happens, though).
483  *
484  * Command-line option of "maxcpus=<NUM>", where <NUM> is an integer
485  * greater than 0, limits the maximum number of CPUs activated in
486  * SMP mode to <NUM>.
487  */
488
489 void __weak arch_disable_smp_support(void) { }
490
491 static int __init nosmp(char *str)
492 {
493         setup_max_cpus = 0;
494         arch_disable_smp_support();
495
496         return 0;
497 }
498
499 early_param("nosmp", nosmp);
500
501 /* this is hard limit */
502 static int __init nrcpus(char *str)
503 {
504         int nr_cpus;
505
506         get_option(&str, &nr_cpus);
507         if (nr_cpus > 0 && nr_cpus < nr_cpu_ids)
508                 nr_cpu_ids = nr_cpus;
509
510         return 0;
511 }
512
513 early_param("nr_cpus", nrcpus);
514
515 static int __init maxcpus(char *str)
516 {
517         get_option(&str, &setup_max_cpus);
518         if (setup_max_cpus == 0)
519                 arch_disable_smp_support();
520
521         return 0;
522 }
523
524 early_param("maxcpus", maxcpus);
525
526 /* Setup number of possible processor ids */
527 int nr_cpu_ids __read_mostly = NR_CPUS;
528 EXPORT_SYMBOL(nr_cpu_ids);
529
530 /* An arch may set nr_cpu_ids earlier if needed, so this would be redundant */
531 void __init setup_nr_cpu_ids(void)
532 {
533         nr_cpu_ids = find_last_bit(cpumask_bits(cpu_possible_mask),NR_CPUS) + 1;
534 }
535
536 /* Called by boot processor to activate the rest. */
537 void __init smp_init(void)
538 {
539         unsigned int cpu;
540
541         idle_threads_init();
542
543         /* FIXME: This should be done in userspace --RR */
544         for_each_present_cpu(cpu) {
545                 if (num_online_cpus() >= setup_max_cpus)
546                         break;
547                 if (!cpu_online(cpu))
548                         cpu_up(cpu);
549         }
550
551         /* Any cleanup work */
552         printk(KERN_INFO "Brought up %ld CPUs\n", (long)num_online_cpus());
553         smp_cpus_done(setup_max_cpus);
554 }
555
556 /*
557  * Call a function on all processors.  May be used during early boot while
558  * early_boot_irqs_disabled is set.  Use local_irq_save/restore() instead
559  * of local_irq_disable/enable().
560  */
561 int on_each_cpu(void (*func) (void *info), void *info, int wait)
562 {
563         unsigned long flags;
564         int ret = 0;
565
566         preempt_disable();
567         ret = smp_call_function(func, info, wait);
568         local_irq_save(flags);
569         func(info);
570         local_irq_restore(flags);
571         preempt_enable();
572         return ret;
573 }
574 EXPORT_SYMBOL(on_each_cpu);
575
576 /**
577  * on_each_cpu_mask(): Run a function on processors specified by
578  * cpumask, which may include the local processor.
579  * @mask: The set of cpus to run on (only runs on online subset).
580  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
581  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
582  * @wait: If true, wait (atomically) until function has completed
583  *        on other CPUs.
584  *
585  * If @wait is true, then returns once @func has returned.
586  *
587  * You must not call this function with disabled interrupts or
588  * from a hardware interrupt handler or from a bottom half handler.
589  */
590 void on_each_cpu_mask(const struct cpumask *mask, smp_call_func_t func,
591                         void *info, bool wait)
592 {
593         int cpu = get_cpu();
594
595         smp_call_function_many(mask, func, info, wait);
596         if (cpumask_test_cpu(cpu, mask)) {
597                 local_irq_disable();
598                 func(info);
599                 local_irq_enable();
600         }
601         put_cpu();
602 }
603 EXPORT_SYMBOL(on_each_cpu_mask);
604
605 /*
606  * on_each_cpu_cond(): Call a function on each processor for which
607  * the supplied function cond_func returns true, optionally waiting
608  * for all the required CPUs to finish. This may include the local
609  * processor.
610  * @cond_func:  A callback function that is passed a cpu id and
611  *              the the info parameter. The function is called
612  *              with preemption disabled. The function should
613  *              return a blooean value indicating whether to IPI
614  *              the specified CPU.
615  * @func:       The function to run on all applicable CPUs.
616  *              This must be fast and non-blocking.
617  * @info:       An arbitrary pointer to pass to both functions.
618  * @wait:       If true, wait (atomically) until function has
619  *              completed on other CPUs.
620  * @gfp_flags:  GFP flags to use when allocating the cpumask
621  *              used internally by the function.
622  *
623  * The function might sleep if the GFP flags indicates a non
624  * atomic allocation is allowed.
625  *
626  * Preemption is disabled to protect against CPUs going offline but not online.
627  * CPUs going online during the call will not be seen or sent an IPI.
628  *
629  * You must not call this function with disabled interrupts or
630  * from a hardware interrupt handler or from a bottom half handler.
631  */
632 void on_each_cpu_cond(bool (*cond_func)(int cpu, void *info),
633                         smp_call_func_t func, void *info, bool wait,
634                         gfp_t gfp_flags)
635 {
636         cpumask_var_t cpus;
637         int cpu, ret;
638
639         might_sleep_if(gfp_flags & __GFP_WAIT);
640
641         if (likely(zalloc_cpumask_var(&cpus, (gfp_flags|__GFP_NOWARN)))) {
642                 preempt_disable();
643                 for_each_online_cpu(cpu)
644                         if (cond_func(cpu, info))
645                                 cpumask_set_cpu(cpu, cpus);
646                 on_each_cpu_mask(cpus, func, info, wait);
647                 preempt_enable();
648                 free_cpumask_var(cpus);
649         } else {
650                 /*
651                  * No free cpumask, bother. No matter, we'll
652                  * just have to IPI them one by one.
653                  */
654                 preempt_disable();
655                 for_each_online_cpu(cpu)
656                         if (cond_func(cpu, info)) {
657                                 ret = smp_call_function_single(cpu, func,
658                                                                 info, wait);
659                                 WARN_ON_ONCE(!ret);
660                         }
661                 preempt_enable();
662         }
663 }
664 EXPORT_SYMBOL(on_each_cpu_cond);
665
666 static void do_nothing(void *unused)
667 {
668 }
669
670 /**
671  * kick_all_cpus_sync - Force all cpus out of idle
672  *
673  * Used to synchronize the update of pm_idle function pointer. It's
674  * called after the pointer is updated and returns after the dummy
675  * callback function has been executed on all cpus. The execution of
676  * the function can only happen on the remote cpus after they have
677  * left the idle function which had been called via pm_idle function
678  * pointer. So it's guaranteed that nothing uses the previous pointer
679  * anymore.
680  */
681 void kick_all_cpus_sync(void)
682 {
683         /* Make sure the change is visible before we kick the cpus */
684         smp_mb();
685         smp_call_function(do_nothing, NULL, 1);
686 }
687 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_all_cpus_sync);