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 #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         .queue = LIST_HEAD_INIT(call_function.queue),
  22         .lock  = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(call_function.lock),
  23 };
  24
  25 enum {
  26         CSD_FLAG_WAIT           = 0x01,
  27         CSD_FLAG_LOCK           = 0x02,
  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 (!alloc_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_wait/csd_complete are used for synchronous ipi calls
  99  */
 100 static void csd_wait_prepare(struct call_single_data *data)
 101 {
 102         data->flags |= CSD_FLAG_WAIT;
 103 }
 104
 105 static void csd_complete(struct call_single_data *data)
 106 {
 107         if (data->flags & CSD_FLAG_WAIT) {
 108                 /*
 109                  * ensure we're all done before saying we are
 110                  */
 111                 smp_mb();
 112                 data->flags &= ~CSD_FLAG_WAIT;
 113         }
 114 }
 115
 116 static void csd_wait(struct call_single_data *data)
 117 {
 118         while (data->flags & CSD_FLAG_WAIT)
 119                 cpu_relax();
 120 }
 121
 122 /*
 123  * csd_lock/csd_unlock used to serialize access to per-cpu csd resources
 124  *
 125  * For non-synchronous ipi calls the csd can still be in use by the previous
 126  * function call. For multi-cpu calls its even more interesting as we'll have
 127  * to ensure no other cpu is observing our csd.
 128  */
 129 static void csd_lock(struct call_single_data *data)
 130 {
 131         while (data->flags & CSD_FLAG_LOCK)
 132                 cpu_relax();
 133         data->flags = CSD_FLAG_LOCK;
 134
 135         /*
 136          * prevent CPU from reordering the above assignment to ->flags
 137          * with any subsequent assignments to other fields of the
 138          * specified call_single_data structure.
 139          */
 140
 141         smp_mb();
 142 }
 143
 144 static void csd_unlock(struct call_single_data *data)
 145 {
 146         WARN_ON(!(data->flags & CSD_FLAG_LOCK));
 147         /*
 148          * ensure we're all done before releasing data
 149          */
 150         smp_mb();
 151         data->flags &= ~CSD_FLAG_LOCK;
 152 }
 153
 154 /*
 155  * Insert a previously allocated call_single_data element for execution
 156  * on the given CPU. data must already have ->func, ->info, and ->flags set.
 157  */
 158 static void generic_exec_single(int cpu, struct call_single_data *data)
 159 {
 160         struct call_single_queue *dst = &per_cpu(call_single_queue, cpu);
 161         int wait = data->flags & CSD_FLAG_WAIT, ipi;
 162         unsigned long flags;
 163
 164         spin_lock_irqsave(&dst->lock, flags);
 165         ipi = list_empty(&dst->list);
 166         list_add_tail(&data->list, &dst->list);
 167         spin_unlock_irqrestore(&dst->lock, flags);
 168
 169         /*
 170          * The list addition should be visible before sending the IPI
 171          * handler locks the list to pull the entry off it because of
 172          * normal cache coherency rules implied by spinlocks.
 173          *
 174          * If IPIs can go out of order to the cache coherency protocol
 175          * in an architecture, sufficient synchronisation should be added
 176          * to arch code to make it appear to obey cache coherency WRT
 177          * locking and barrier primitives. Generic code isn't really equipped
 178          * to do the right thing...
 179          */
 180
 181         if (ipi)
 182                 arch_send_call_function_single_ipi(cpu);
 183
 184         if (wait)
 185                 csd_wait(data);
 186 }
 187
 188 /*
 189  * Invoked by arch to handle an IPI for call function. Must be called with
 190  * interrupts disabled.
 191  */
 192 void generic_smp_call_function_interrupt(void)
 193 {
 194         struct call_function_data *data;
 195         int cpu = get_cpu();
 196
 197         /*
 198          * Ensure entry is visible on call_function_queue after we have
 199          * entered the IPI. See comment in smp_call_function_many.
 200          * If we don't have this, then we may miss an entry on the list
 201          * and never get another IPI to process it.
 202          */
 203         smp_mb();
 204
 205         /*
 206          * It's ok to use list_for_each_rcu() here even though we may delete
 207          * 'pos', since list_del_rcu() doesn't clear ->next
 208          */
 209         list_for_each_entry_rcu(data, &call_function.queue, csd.list) {
 210                 int refs;
 211
 212                 spin_lock(&data->lock);
 213                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, data->cpumask)) {
 214                         spin_unlock(&data->lock);
 215                         continue;
 216                 }
 217                 cpumask_clear_cpu(cpu, data->cpumask);
 218                 spin_unlock(&data->lock);
 219
 220                 data->csd.func(data->csd.info);
 221
 222                 spin_lock(&data->lock);
 223                 WARN_ON(data->refs == 0);
 224                 refs = --data->refs;
 225                 if (!refs) {
 226                         spin_lock(&call_function.lock);
 227                         list_del_rcu(&data->csd.list);
 228                         spin_unlock(&call_function.lock);
 229                 }
 230                 spin_unlock(&data->lock);
 231
 232                 if (refs)
 233                         continue;
 234
 235                 csd_complete(&data->csd);
 236                 csd_unlock(&data->csd);
 237         }
 238
 239         put_cpu();
 240 }
 241
 242 /*
 243  * Invoked by arch to handle an IPI for call function single. Must be called
 244  * from the arch with interrupts disabled.
 245  */
 246 void generic_smp_call_function_single_interrupt(void)
 247 {
 248         struct call_single_queue *q = &__get_cpu_var(call_single_queue);
 249         LIST_HEAD(list);
 250         unsigned int data_flags;
 251
 252         spin_lock(&q->lock);
 253         list_replace_init(&q->list, &list);
 254         spin_unlock(&q->lock);
 255
 256         while (!list_empty(&list)) {
 257                 struct call_single_data *data;
 258
 259                 data = list_entry(list.next, struct call_single_data,
 260                                         list);
 261                 list_del(&data->list);
 262
 263                 /*
 264                  * 'data' can be invalid after this call if
 265                  * flags == 0 (when called through
 266                  * generic_exec_single(), so save them away before
 267                  * making the call.
 268                  */
 269                 data_flags = data->flags;
 270
 271                 data->func(data->info);
 272
 273                 if (data_flags & CSD_FLAG_WAIT)
 274                         csd_complete(data);
 275
 276                 /*
 277                  * Unlocked CSDs are valid through generic_exec_single()
 278                  */
 279                 if (data_flags & CSD_FLAG_LOCK)
 280                         csd_unlock(data);
 281         }
 282 }
 283
 284 static DEFINE_PER_CPU(struct call_single_data, csd_data);
 285
 286 /*
 287  * smp_call_function_single - Run a function on a specific CPU
 288  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
 289  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
 290  * @wait: If true, wait until function has completed on other CPUs.
 291  *
 292  * Returns 0 on success, else a negative status code. Note that @wait
 293  * will be implicitly turned on in case of allocation failures, since
 294  * we fall back to on-stack allocation.
 295  */
 296 int smp_call_function_single(int cpu, void (*func) (void *info), void *info,
 297                              int wait)
 298 {
 299         struct call_single_data d = {
 300                 .flags = 0,
 301         };
 302         unsigned long flags;
 303         /* prevent preemption and reschedule on another processor,
 304            as well as CPU removal */
 305         int me = get_cpu();
 306         int err = 0;
 307
 308         /* Can deadlock when called with interrupts disabled */
 309         WARN_ON(irqs_disabled());
 310
 311         if (cpu == me) {
 312                 local_irq_save(flags);
 313                 func(info);
 314                 local_irq_restore(flags);
 315         } else if ((unsigned)cpu < nr_cpu_ids && cpu_online(cpu)) {
 316                 struct call_single_data *data;
 317
 318                 if (!wait) {
 319                         /*
 320                          * We are calling a function on a single CPU
 321                          * and we are not going to wait for it to finish.
 322                          * We use a per cpu data to pass the information to
 323                          * that CPU. Since all callers of this code will
 324                          * use the same data, we must synchronize the
 325                          * callers to prevent a new caller from corrupting
 326                          * the data before the callee can access it.
 327                          *
 328                          * The CSD_FLAG_LOCK is used to let us know when
 329                          * the IPI handler is done with the data.
 330                          * The first caller will set it, and the callee
 331                          * will clear it. The next caller must wait for
 332                          * it to clear before we set it again. This
 333                          * will make sure the callee is done with the
 334                          * data before a new caller will use it.
 335                          */
 336                         data = &__get_cpu_var(csd_data);
 337                         csd_lock(data);
 338                 } else {
 339                         data = &d;
 340                         csd_wait_prepare(data);
 341                 }
 342
 343                 data->func = func;
 344                 data->info = info;
 345                 generic_exec_single(cpu, data);
 346         } else {
 347                 err = -ENXIO;   /* CPU not online */
 348         }
 349
 350         put_cpu();
 351         return err;
 352 }
 353 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function_single);
 354
 355 /**
 356  * __smp_call_function_single(): Run a function on another CPU
 357  * @cpu: The CPU to run on.
 358  * @data: Pre-allocated and setup data structure
 359  *
 360  * Like smp_call_function_single(), but allow caller to pass in a pre-allocated
 361  * data structure. Useful for embedding @data inside other structures, for
 362  * instance.
 363  *
 364  */
 365 void __smp_call_function_single(int cpu, struct call_single_data *data)
 366 {
 367         /* Can deadlock when called with interrupts disabled */
 368         WARN_ON((data->flags & CSD_FLAG_WAIT) && irqs_disabled());
 369
 370         generic_exec_single(cpu, data);
 371 }
 372
 373 /* FIXME: Shim for archs using old arch_send_call_function_ipi API. */
 374 #ifndef arch_send_call_function_ipi_mask
 375 #define arch_send_call_function_ipi_mask(maskp) \
 376         arch_send_call_function_ipi(*(maskp))
 377 #endif
 378
 379 /**
 380  * smp_call_function_many(): Run a function on a set of other CPUs.
 381  * @mask: The set of cpus to run on (only runs on online subset).
 382  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
 383  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
 384  * @wait: If true, wait (atomically) until function has completed on other CPUs.
 385  *
 386  * If @wait is true, then returns once @func has returned. Note that @wait
 387  * will be implicitly turned on in case of allocation failures, since
 388  * we fall back to on-stack allocation.
 389  *
 390  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
 391  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler. Preemption
 392  * must be disabled when calling this function.
 393  */
 394 void smp_call_function_many(const struct cpumask *mask,
 395                             void (*func)(void *), void *info,
 396                             bool wait)
 397 {
 398         struct call_function_data *data;
 399         unsigned long flags;
 400         int cpu, next_cpu, me = smp_processor_id();
 401
 402         /* Can deadlock when called with interrupts disabled */
 403         WARN_ON(irqs_disabled());
 404
 405         /* So, what's a CPU they want?  Ignoring this one. */
 406         cpu = cpumask_first_and(mask, cpu_online_mask);
 407         if (cpu == me)
 408                 cpu = cpumask_next_and(cpu, mask, cpu_online_mask);
 409         /* No online cpus?  We're done. */
 410         if (cpu >= nr_cpu_ids)
 411                 return;
 412
 413         /* Do we have another CPU which isn't us? */
 414         next_cpu = cpumask_next_and(cpu, mask, cpu_online_mask);
 415         if (next_cpu == me)
 416                 next_cpu = cpumask_next_and(next_cpu, mask, cpu_online_mask);
 417
 418         /* Fastpath: do that cpu by itself. */
 419         if (next_cpu >= nr_cpu_ids) {
 420                 smp_call_function_single(cpu, func, info, wait);
 421                 return;
 422         }
 423
 424         data = &__get_cpu_var(cfd_data);
 425         csd_lock(&data->csd);
 426
 427         spin_lock_irqsave(&data->lock, flags);
 428         if (wait)
 429                 csd_wait_prepare(&data->csd);
 430
 431         data->csd.func = func;
 432         data->csd.info = info;
 433         cpumask_and(data->cpumask, mask, cpu_online_mask);
 434         cpumask_clear_cpu(me, data->cpumask);
 435         data->refs = cpumask_weight(data->cpumask);
 436
 437         spin_lock(&call_function.lock);
 438         /*
 439          * Place entry at the _HEAD_ of the list, so that any cpu still
 440          * observing the entry in generic_smp_call_function_interrupt() will
 441          * not miss any other list entries.
 442          */
 443         list_add_rcu(&data->csd.list, &call_function.queue);
 444         spin_unlock(&call_function.lock);
 445         spin_unlock_irqrestore(&data->lock, flags);
 446
 447         /*
 448          * Make the list addition visible before sending the ipi.
 449          * (IPIs must obey or appear to obey normal Linux cache coherency
 450          * rules -- see comment in generic_exec_single).
 451          */
 452         smp_mb();
 453
 454         /* Send a message to all CPUs in the map */
 455         arch_send_call_function_ipi_mask(data->cpumask);
 456
 457         /* optionally wait for the CPUs to complete */
 458         if (wait)
 459                 csd_wait(&data->csd);
 460 }
 461 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function_many);
 462
 463 /**
 464  * smp_call_function(): Run a function on all other CPUs.
 465  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
 466  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
 467  * @wait: If true, wait (atomically) until function has completed on other CPUs.
 468  *
 469  * Returns 0.
 470  *
 471  * If @wait is true, then returns once @func has returned; otherwise
 472  * it returns just before the target cpu calls @func. In case of allocation
 473  * failure, @wait will be implicitly turned on.
 474  *
 475  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
 476  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler.
 477  */
 478 int smp_call_function(void (*func)(void *), void *info, int wait)
 479 {
 480         preempt_disable();
 481         smp_call_function_many(cpu_online_mask, func, info, wait);
 482         preempt_enable();
 483         return 0;
 484 }
 485 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function);
 486
 487 void ipi_call_lock(void)
 488 {
 489         spin_lock(&call_function.lock);
 490 }
 491
 492 void ipi_call_unlock(void)
 493 {
 494         spin_unlock(&call_function.lock);
 495 }
 496
 497 void ipi_call_lock_irq(void)
 498 {
 499         spin_lock_irq(&call_function.lock);
 500 }
 501
 502 void ipi_call_unlock_irq(void)
 503 {
 504         spin_unlock_irq(&call_function.lock);
 505 }