SAFE public projects git trees. - safe/jmp/linux-2.6/blob - 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         CSD_FLAG_LOCK           = 0x04,
  22 };
  23
  24 struct call_function_data {
  25         struct call_single_data csd;
  26         spinlock_t lock;
  27         unsigned int refs;
  28         struct rcu_head rcu_head;
  29         unsigned long cpumask_bits[];
  30 };
  31
  32 struct call_single_queue {
  33         struct list_head list;
  34         spinlock_t lock;
  35 };
  36
  37 static int __cpuinit init_call_single_data(void)
  38 {
  39         int i;
  40
  41         for_each_possible_cpu(i) {
  42                 struct call_single_queue *q = &per_cpu(call_single_queue, i);
  43
  44                 spin_lock_init(&q->lock);
  45                 INIT_LIST_HEAD(&q->list);
  46         }
  47         return 0;
  48 }
  49 early_initcall(init_call_single_data);
  50
  51 static void csd_flag_wait(struct call_single_data *data)
  52 {
  53         /* Wait for response */
  54         do {
  55                 if (!(data->flags & CSD_FLAG_WAIT))
  56                         break;
  57                 cpu_relax();
  58         } while (1);
  59 }
  60
  61 /*
  62  * Insert a previously allocated call_single_data element for execution
  63  * on the given CPU. data must already have ->func, ->info, and ->flags set.
  64  */
  65 static void generic_exec_single(int cpu, struct call_single_data *data)
  66 {
  67         struct call_single_queue *dst = &per_cpu(call_single_queue, cpu);
  68         int wait = data->flags & CSD_FLAG_WAIT, ipi;
  69         unsigned long flags;
  70
  71         spin_lock_irqsave(&dst->lock, flags);
  72         ipi = list_empty(&dst->list);
  73         list_add_tail(&data->list, &dst->list);
  74         spin_unlock_irqrestore(&dst->lock, flags);
  75
  76         /*
  77          * The list addition should be visible before sending the IPI
  78          * handler locks the list to pull the entry off it because of
  79          * normal cache coherency rules implied by spinlocks.
  80          *
  81          * If IPIs can go out of order to the cache coherency protocol
  82          * in an architecture, sufficient synchronisation should be added
  83          * to arch code to make it appear to obey cache coherency WRT
  84          * locking and barrier primitives. Generic code isn't really equipped
  85          * to do the right thing...
  86          */
  87
  88         if (ipi)
  89                 arch_send_call_function_single_ipi(cpu);
  90
  91         if (wait)
  92                 csd_flag_wait(data);
  93 }
  94
  95 static void rcu_free_call_data(struct rcu_head *head)
  96 {
  97         struct call_function_data *data;
  98
  99         data = container_of(head, struct call_function_data, rcu_head);
 100
 101         kfree(data);
 102 }
 103
 104 /*
 105  * Invoked by arch to handle an IPI for call function. Must be called with
 106  * interrupts disabled.
 107  */
 108 void generic_smp_call_function_interrupt(void)
 109 {
 110         struct call_function_data *data;
 111         int cpu = get_cpu();
 112
 113         /*
 114          * Ensure entry is visible on call_function_queue after we have
 115          * entered the IPI. See comment in smp_call_function_many.
 116          * If we don't have this, then we may miss an entry on the list
 117          * and never get another IPI to process it.
 118          */
 119         smp_mb();
 120
 121         /*
 122          * It's ok to use list_for_each_rcu() here even though we may delete
 123          * 'pos', since list_del_rcu() doesn't clear ->next
 124          */
 125         rcu_read_lock();
 126         list_for_each_entry_rcu(data, &call_function_queue, csd.list) {
 127                 int refs;
 128
 129                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, to_cpumask(data->cpumask_bits)))
 130                         continue;
 131
 132                 data->csd.func(data->csd.info);
 133
 134                 spin_lock(&data->lock);
 135                 cpumask_clear_cpu(cpu, to_cpumask(data->cpumask_bits));
 136                 WARN_ON(data->refs == 0);
 137                 data->refs--;
 138                 refs = data->refs;
 139                 spin_unlock(&data->lock);
 140
 141                 if (refs)
 142                         continue;
 143
 144                 spin_lock(&call_function_lock);
 145                 list_del_rcu(&data->csd.list);
 146                 spin_unlock(&call_function_lock);
 147
 148                 if (data->csd.flags & CSD_FLAG_WAIT) {
 149                         /*
 150                          * serialize stores to data with the flag clear
 151                          * and wakeup
 152                          */
 153                         smp_wmb();
 154                         data->csd.flags &= ~CSD_FLAG_WAIT;
 155                 }
 156                 if (data->csd.flags & CSD_FLAG_ALLOC)
 157                         call_rcu(&data->rcu_head, rcu_free_call_data);
 158         }
 159         rcu_read_unlock();
 160
 161         put_cpu();
 162 }
 163
 164 /*
 165  * Invoked by arch to handle an IPI for call function single. Must be called
 166  * from the arch with interrupts disabled.
 167  */
 168 void generic_smp_call_function_single_interrupt(void)
 169 {
 170         struct call_single_queue *q = &__get_cpu_var(call_single_queue);
 171         LIST_HEAD(list);
 172         unsigned int data_flags;
 173
 174         spin_lock(&q->lock);
 175         list_replace_init(&q->list, &list);
 176         spin_unlock(&q->lock);
 177
 178         while (!list_empty(&list)) {
 179                 struct call_single_data *data;
 180
 181                 data = list_entry(list.next, struct call_single_data,
 182                                         list);
 183                 list_del(&data->list);
 184
 185                 /*
 186                  * 'data' can be invalid after this call if
 187                  * flags == 0 (when called through
 188                  * generic_exec_single(), so save them away before
 189                  * making the call.
 190                  */
 191                 data_flags = data->flags;
 192
 193                 data->func(data->info);
 194
 195                 if (data_flags & CSD_FLAG_WAIT) {
 196                         smp_wmb();
 197                         data->flags &= ~CSD_FLAG_WAIT;
 198                 } else if (data_flags & CSD_FLAG_LOCK) {
 199                         smp_wmb();
 200                         data->flags &= ~CSD_FLAG_LOCK;
 201                 } else if (data_flags & CSD_FLAG_ALLOC)
 202                         kfree(data);
 203         }
 204 }
 205
 206 static DEFINE_PER_CPU(struct call_single_data, csd_data);
 207
 208 /*
 209  * smp_call_function_single - Run a function on a specific CPU
 210  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
 211  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
 212  * @wait: If true, wait until function has completed on other CPUs.
 213  *
 214  * Returns 0 on success, else a negative status code. Note that @wait
 215  * will be implicitly turned on in case of allocation failures, since
 216  * we fall back to on-stack allocation.
 217  */
 218 int smp_call_function_single(int cpu, void (*func) (void *info), void *info,
 219                              int wait)
 220 {
 221         struct call_single_data d;
 222         unsigned long flags;
 223         /* prevent preemption and reschedule on another processor,
 224            as well as CPU removal */
 225         int me = get_cpu();
 226         int err = 0;
 227
 228         /* Can deadlock when called with interrupts disabled */
 229         WARN_ON(irqs_disabled());
 230
 231         if (cpu == me) {
 232                 local_irq_save(flags);
 233                 func(info);
 234                 local_irq_restore(flags);
 235         } else if ((unsigned)cpu < nr_cpu_ids && cpu_online(cpu)) {
 236                 struct call_single_data *data;
 237
 238                 if (!wait) {
 239                         /*
 240                          * We are calling a function on a single CPU
 241                          * and we are not going to wait for it to finish.
 242                          * We first try to allocate the data, but if we
 243                          * fail, we fall back to use a per cpu data to pass
 244                          * the information to that CPU. Since all callers
 245                          * of this code will use the same data, we must
 246                          * synchronize the callers to prevent a new caller
 247                          * from corrupting the data before the callee
 248                          * can access it.
 249                          *
 250                          * The CSD_FLAG_LOCK is used to let us know when
 251                          * the IPI handler is done with the data.
 252                          * The first caller will set it, and the callee
 253                          * will clear it. The next caller must wait for
 254                          * it to clear before we set it again. This
 255                          * will make sure the callee is done with the
 256                          * data before a new caller will use it.
 257                          */
 258                         data = kmalloc(sizeof(*data), GFP_ATOMIC);
 259                         if (data)
 260                                 data->flags = CSD_FLAG_ALLOC;
 261                         else {
 262                                 data = &per_cpu(csd_data, me);
 263                                 while (data->flags & CSD_FLAG_LOCK)
 264                                         cpu_relax();
 265                                 data->flags = CSD_FLAG_LOCK;
 266                         }
 267                 } else {
 268                         data = &d;
 269                         data->flags = CSD_FLAG_WAIT;
 270                 }
 271
 272                 data->func = func;
 273                 data->info = info;
 274                 generic_exec_single(cpu, data);
 275         } else {
 276                 err = -ENXIO;   /* CPU not online */
 277         }
 278
 279         put_cpu();
 280         return err;
 281 }
 282 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function_single);
 283
 284 /**
 285  * __smp_call_function_single(): Run a function on another CPU
 286  * @cpu: The CPU to run on.
 287  * @data: Pre-allocated and setup data structure
 288  *
 289  * Like smp_call_function_single(), but allow caller to pass in a pre-allocated
 290  * data structure. Useful for embedding @data inside other structures, for
 291  * instance.
 292  *
 293  */
 294 void __smp_call_function_single(int cpu, struct call_single_data *data)
 295 {
 296         /* Can deadlock when called with interrupts disabled */
 297         WARN_ON((data->flags & CSD_FLAG_WAIT) && irqs_disabled());
 298
 299         generic_exec_single(cpu, data);
 300 }
 301
 302 /* FIXME: Shim for archs using old arch_send_call_function_ipi API. */
 303 #ifndef arch_send_call_function_ipi_mask
 304 #define arch_send_call_function_ipi_mask(maskp) \
 305         arch_send_call_function_ipi(*(maskp))
 306 #endif
 307
 308 /**
 309  * smp_call_function_many(): Run a function on a set of other CPUs.
 310  * @mask: The set of cpus to run on (only runs on online subset).
 311  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
 312  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
 313  * @wait: If true, wait (atomically) until function has completed on other CPUs.
 314  *
 315  * If @wait is true, then returns once @func has returned. Note that @wait
 316  * will be implicitly turned on in case of allocation failures, since
 317  * we fall back to on-stack allocation.
 318  *
 319  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
 320  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler. Preemption
 321  * must be disabled when calling this function.
 322  */
 323 void smp_call_function_many(const struct cpumask *mask,
 324                             void (*func)(void *), void *info,
 325                             bool wait)
 326 {
 327         struct call_function_data *data;
 328         unsigned long flags;
 329         int cpu, next_cpu;
 330
 331         /* Can deadlock when called with interrupts disabled */
 332         WARN_ON(irqs_disabled());
 333
 334         /* So, what's a CPU they want?  Ignoring this one. */
 335         cpu = cpumask_first_and(mask, cpu_online_mask);
 336         if (cpu == smp_processor_id())
 337                 cpu = cpumask_next_and(cpu, mask, cpu_online_mask);
 338         /* No online cpus?  We're done. */
 339         if (cpu >= nr_cpu_ids)
 340                 return;
 341
 342         /* Do we have another CPU which isn't us? */
 343         next_cpu = cpumask_next_and(cpu, mask, cpu_online_mask);
 344         if (next_cpu == smp_processor_id())
 345                 next_cpu = cpumask_next_and(next_cpu, mask, cpu_online_mask);
 346
 347         /* Fastpath: do that cpu by itself. */
 348         if (next_cpu >= nr_cpu_ids) {
 349                 smp_call_function_single(cpu, func, info, wait);
 350                 return;
 351         }
 352
 353         data = kmalloc(sizeof(*data) + cpumask_size(), GFP_ATOMIC);
 354         if (unlikely(!data)) {
 355                 /* Slow path. */
 356                 for_each_online_cpu(cpu) {
 357                         if (cpu == smp_processor_id())
 358                                 continue;
 359                         if (cpumask_test_cpu(cpu, mask))
 360                                 smp_call_function_single(cpu, func, info, wait);
 361                 }
 362                 return;
 363         }
 364
 365         spin_lock_init(&data->lock);
 366         data->csd.flags = CSD_FLAG_ALLOC;
 367         if (wait)
 368                 data->csd.flags |= CSD_FLAG_WAIT;
 369         data->csd.func = func;
 370         data->csd.info = info;
 371         cpumask_and(to_cpumask(data->cpumask_bits), mask, cpu_online_mask);
 372         cpumask_clear_cpu(smp_processor_id(), to_cpumask(data->cpumask_bits));
 373         data->refs = cpumask_weight(to_cpumask(data->cpumask_bits));
 374
 375         spin_lock_irqsave(&call_function_lock, flags);
 376         list_add_tail_rcu(&data->csd.list, &call_function_queue);
 377         spin_unlock_irqrestore(&call_function_lock, flags);
 378
 379         /*
 380          * Make the list addition visible before sending the ipi.
 381          * (IPIs must obey or appear to obey normal Linux cache coherency
 382          * rules -- see comment in generic_exec_single).
 383          */
 384         smp_mb();
 385
 386         /* Send a message to all CPUs in the map */
 387         arch_send_call_function_ipi_mask(to_cpumask(data->cpumask_bits));
 388
 389         /* optionally wait for the CPUs to complete */
 390         if (wait)
 391                 csd_flag_wait(&data->csd);
 392 }
 393 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function_many);
 394
 395 /**
 396  * smp_call_function(): Run a function on all other CPUs.
 397  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
 398  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
 399  * @wait: If true, wait (atomically) until function has completed on other CPUs.
 400  *
 401  * Returns 0.
 402  *
 403  * If @wait is true, then returns once @func has returned; otherwise
 404  * it returns just before the target cpu calls @func. In case of allocation
 405  * failure, @wait will be implicitly turned on.
 406  *
 407  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
 408  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler.
 409  */
 410 int smp_call_function(void (*func)(void *), void *info, int wait)
 411 {
 412         preempt_disable();
 413         smp_call_function_many(cpu_online_mask, func, info, wait);
 414         preempt_enable();
 415         return 0;
 416 }
 417 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function);
 418
 419 void ipi_call_lock(void)
 420 {
 421         spin_lock(&call_function_lock);
 422 }
 423
 424 void ipi_call_unlock(void)
 425 {
 426         spin_unlock(&call_function_lock);
 427 }
 428
 429 void ipi_call_lock_irq(void)
 430 {
 431         spin_lock_irq(&call_function_lock);
 432 }
 433
 434 void ipi_call_unlock_irq(void)
 435 {
 436         spin_unlock_irq(&call_function_lock);
 437 }