Merge branch 'dmi-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/jdelvar...
[platform/kernel/linux-starfive.git] / kernel / smp.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Generic helpers for smp ipi calls
4  *
5  * (C) Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com> 2008
6  */
7
8 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
9
10 #include <linux/irq_work.h>
11 #include <linux/rcupdate.h>
12 #include <linux/rculist.h>
13 #include <linux/kernel.h>
14 #include <linux/export.h>
15 #include <linux/percpu.h>
16 #include <linux/init.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/gfp.h>
19 #include <linux/smp.h>
20 #include <linux/cpu.h>
21 #include <linux/sched.h>
22 #include <linux/sched/idle.h>
23 #include <linux/hypervisor.h>
24 #include <linux/sched/clock.h>
25 #include <linux/nmi.h>
26 #include <linux/sched/debug.h>
27 #include <linux/jump_label.h>
28
29 #include "smpboot.h"
30 #include "sched/smp.h"
31
32 #define CSD_TYPE(_csd)  ((_csd)->node.u_flags & CSD_FLAG_TYPE_MASK)
33
34 #ifdef CONFIG_CSD_LOCK_WAIT_DEBUG
35 union cfd_seq_cnt {
36         u64             val;
37         struct {
38                 u64     src:16;
39                 u64     dst:16;
40 #define CFD_SEQ_NOCPU   0xffff
41                 u64     type:4;
42 #define CFD_SEQ_QUEUE   0
43 #define CFD_SEQ_IPI     1
44 #define CFD_SEQ_NOIPI   2
45 #define CFD_SEQ_PING    3
46 #define CFD_SEQ_PINGED  4
47 #define CFD_SEQ_HANDLE  5
48 #define CFD_SEQ_DEQUEUE 6
49 #define CFD_SEQ_IDLE    7
50 #define CFD_SEQ_GOTIPI  8
51 #define CFD_SEQ_HDLEND  9
52                 u64     cnt:28;
53         }               u;
54 };
55
56 static char *seq_type[] = {
57         [CFD_SEQ_QUEUE]         = "queue",
58         [CFD_SEQ_IPI]           = "ipi",
59         [CFD_SEQ_NOIPI]         = "noipi",
60         [CFD_SEQ_PING]          = "ping",
61         [CFD_SEQ_PINGED]        = "pinged",
62         [CFD_SEQ_HANDLE]        = "handle",
63         [CFD_SEQ_DEQUEUE]       = "dequeue (src CPU 0 == empty)",
64         [CFD_SEQ_IDLE]          = "idle",
65         [CFD_SEQ_GOTIPI]        = "gotipi",
66         [CFD_SEQ_HDLEND]        = "hdlend (src CPU 0 == early)",
67 };
68
69 struct cfd_seq_local {
70         u64     ping;
71         u64     pinged;
72         u64     handle;
73         u64     dequeue;
74         u64     idle;
75         u64     gotipi;
76         u64     hdlend;
77 };
78 #endif
79
80 struct cfd_percpu {
81         call_single_data_t      csd;
82 #ifdef CONFIG_CSD_LOCK_WAIT_DEBUG
83         u64     seq_queue;
84         u64     seq_ipi;
85         u64     seq_noipi;
86 #endif
87 };
88
89 struct call_function_data {
90         struct cfd_percpu       __percpu *pcpu;
91         cpumask_var_t           cpumask;
92         cpumask_var_t           cpumask_ipi;
93 };
94
95 static DEFINE_PER_CPU_ALIGNED(struct call_function_data, cfd_data);
96
97 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct llist_head, call_single_queue);
98
99 static void __flush_smp_call_function_queue(bool warn_cpu_offline);
100
101 int smpcfd_prepare_cpu(unsigned int cpu)
102 {
103         struct call_function_data *cfd = &per_cpu(cfd_data, cpu);
104
105         if (!zalloc_cpumask_var_node(&cfd->cpumask, GFP_KERNEL,
106                                      cpu_to_node(cpu)))
107                 return -ENOMEM;
108         if (!zalloc_cpumask_var_node(&cfd->cpumask_ipi, GFP_KERNEL,
109                                      cpu_to_node(cpu))) {
110                 free_cpumask_var(cfd->cpumask);
111                 return -ENOMEM;
112         }
113         cfd->pcpu = alloc_percpu(struct cfd_percpu);
114         if (!cfd->pcpu) {
115                 free_cpumask_var(cfd->cpumask);
116                 free_cpumask_var(cfd->cpumask_ipi);
117                 return -ENOMEM;
118         }
119
120         return 0;
121 }
122
123 int smpcfd_dead_cpu(unsigned int cpu)
124 {
125         struct call_function_data *cfd = &per_cpu(cfd_data, cpu);
126
127         free_cpumask_var(cfd->cpumask);
128         free_cpumask_var(cfd->cpumask_ipi);
129         free_percpu(cfd->pcpu);
130         return 0;
131 }
132
133 int smpcfd_dying_cpu(unsigned int cpu)
134 {
135         /*
136          * The IPIs for the smp-call-function callbacks queued by other
137          * CPUs might arrive late, either due to hardware latencies or
138          * because this CPU disabled interrupts (inside stop-machine)
139          * before the IPIs were sent. So flush out any pending callbacks
140          * explicitly (without waiting for the IPIs to arrive), to
141          * ensure that the outgoing CPU doesn't go offline with work
142          * still pending.
143          */
144         __flush_smp_call_function_queue(false);
145         irq_work_run();
146         return 0;
147 }
148
149 void __init call_function_init(void)
150 {
151         int i;
152
153         for_each_possible_cpu(i)
154                 init_llist_head(&per_cpu(call_single_queue, i));
155
156         smpcfd_prepare_cpu(smp_processor_id());
157 }
158
159 #ifdef CONFIG_CSD_LOCK_WAIT_DEBUG
160
161 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(csdlock_debug_enabled);
162 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(csdlock_debug_extended);
163
164 static int __init csdlock_debug(char *str)
165 {
166         unsigned int val = 0;
167
168         if (str && !strcmp(str, "ext")) {
169                 val = 1;
170                 static_branch_enable(&csdlock_debug_extended);
171         } else
172                 get_option(&str, &val);
173
174         if (val)
175                 static_branch_enable(&csdlock_debug_enabled);
176
177         return 1;
178 }
179 __setup("csdlock_debug=", csdlock_debug);
180
181 static DEFINE_PER_CPU(call_single_data_t *, cur_csd);
182 static DEFINE_PER_CPU(smp_call_func_t, cur_csd_func);
183 static DEFINE_PER_CPU(void *, cur_csd_info);
184 static DEFINE_PER_CPU(struct cfd_seq_local, cfd_seq_local);
185
186 static ulong csd_lock_timeout = 5000;  /* CSD lock timeout in milliseconds. */
187 module_param(csd_lock_timeout, ulong, 0444);
188
189 static atomic_t csd_bug_count = ATOMIC_INIT(0);
190 static u64 cfd_seq;
191
192 #define CFD_SEQ(s, d, t, c)     \
193         (union cfd_seq_cnt){ .u.src = s, .u.dst = d, .u.type = t, .u.cnt = c }
194
195 static u64 cfd_seq_inc(unsigned int src, unsigned int dst, unsigned int type)
196 {
197         union cfd_seq_cnt new, old;
198
199         new = CFD_SEQ(src, dst, type, 0);
200
201         do {
202                 old.val = READ_ONCE(cfd_seq);
203                 new.u.cnt = old.u.cnt + 1;
204         } while (cmpxchg(&cfd_seq, old.val, new.val) != old.val);
205
206         return old.val;
207 }
208
209 #define cfd_seq_store(var, src, dst, type)                              \
210         do {                                                            \
211                 if (static_branch_unlikely(&csdlock_debug_extended))    \
212                         var = cfd_seq_inc(src, dst, type);              \
213         } while (0)
214
215 /* Record current CSD work for current CPU, NULL to erase. */
216 static void __csd_lock_record(struct __call_single_data *csd)
217 {
218         if (!csd) {
219                 smp_mb(); /* NULL cur_csd after unlock. */
220                 __this_cpu_write(cur_csd, NULL);
221                 return;
222         }
223         __this_cpu_write(cur_csd_func, csd->func);
224         __this_cpu_write(cur_csd_info, csd->info);
225         smp_wmb(); /* func and info before csd. */
226         __this_cpu_write(cur_csd, csd);
227         smp_mb(); /* Update cur_csd before function call. */
228                   /* Or before unlock, as the case may be. */
229 }
230
231 static __always_inline void csd_lock_record(struct __call_single_data *csd)
232 {
233         if (static_branch_unlikely(&csdlock_debug_enabled))
234                 __csd_lock_record(csd);
235 }
236
237 static int csd_lock_wait_getcpu(struct __call_single_data *csd)
238 {
239         unsigned int csd_type;
240
241         csd_type = CSD_TYPE(csd);
242         if (csd_type == CSD_TYPE_ASYNC || csd_type == CSD_TYPE_SYNC)
243                 return csd->node.dst; /* Other CSD_TYPE_ values might not have ->dst. */
244         return -1;
245 }
246
247 static void cfd_seq_data_add(u64 val, unsigned int src, unsigned int dst,
248                              unsigned int type, union cfd_seq_cnt *data,
249                              unsigned int *n_data, unsigned int now)
250 {
251         union cfd_seq_cnt new[2];
252         unsigned int i, j, k;
253
254         new[0].val = val;
255         new[1] = CFD_SEQ(src, dst, type, new[0].u.cnt + 1);
256
257         for (i = 0; i < 2; i++) {
258                 if (new[i].u.cnt <= now)
259                         new[i].u.cnt |= 0x80000000U;
260                 for (j = 0; j < *n_data; j++) {
261                         if (new[i].u.cnt == data[j].u.cnt) {
262                                 /* Direct read value trumps generated one. */
263                                 if (i == 0)
264                                         data[j].val = new[i].val;
265                                 break;
266                         }
267                         if (new[i].u.cnt < data[j].u.cnt) {
268                                 for (k = *n_data; k > j; k--)
269                                         data[k].val = data[k - 1].val;
270                                 data[j].val = new[i].val;
271                                 (*n_data)++;
272                                 break;
273                         }
274                 }
275                 if (j == *n_data) {
276                         data[j].val = new[i].val;
277                         (*n_data)++;
278                 }
279         }
280 }
281
282 static const char *csd_lock_get_type(unsigned int type)
283 {
284         return (type >= ARRAY_SIZE(seq_type)) ? "?" : seq_type[type];
285 }
286
287 static void csd_lock_print_extended(struct __call_single_data *csd, int cpu)
288 {
289         struct cfd_seq_local *seq = &per_cpu(cfd_seq_local, cpu);
290         unsigned int srccpu = csd->node.src;
291         struct call_function_data *cfd = per_cpu_ptr(&cfd_data, srccpu);
292         struct cfd_percpu *pcpu = per_cpu_ptr(cfd->pcpu, cpu);
293         unsigned int now;
294         union cfd_seq_cnt data[2 * ARRAY_SIZE(seq_type)];
295         unsigned int n_data = 0, i;
296
297         data[0].val = READ_ONCE(cfd_seq);
298         now = data[0].u.cnt;
299
300         cfd_seq_data_add(pcpu->seq_queue,                       srccpu, cpu,           CFD_SEQ_QUEUE,  data, &n_data, now);
301         cfd_seq_data_add(pcpu->seq_ipi,                         srccpu, cpu,           CFD_SEQ_IPI,    data, &n_data, now);
302         cfd_seq_data_add(pcpu->seq_noipi,                       srccpu, cpu,           CFD_SEQ_NOIPI,  data, &n_data, now);
303
304         cfd_seq_data_add(per_cpu(cfd_seq_local.ping, srccpu),   srccpu, CFD_SEQ_NOCPU, CFD_SEQ_PING,   data, &n_data, now);
305         cfd_seq_data_add(per_cpu(cfd_seq_local.pinged, srccpu), srccpu, CFD_SEQ_NOCPU, CFD_SEQ_PINGED, data, &n_data, now);
306
307         cfd_seq_data_add(seq->idle,    CFD_SEQ_NOCPU, cpu, CFD_SEQ_IDLE,    data, &n_data, now);
308         cfd_seq_data_add(seq->gotipi,  CFD_SEQ_NOCPU, cpu, CFD_SEQ_GOTIPI,  data, &n_data, now);
309         cfd_seq_data_add(seq->handle,  CFD_SEQ_NOCPU, cpu, CFD_SEQ_HANDLE,  data, &n_data, now);
310         cfd_seq_data_add(seq->dequeue, CFD_SEQ_NOCPU, cpu, CFD_SEQ_DEQUEUE, data, &n_data, now);
311         cfd_seq_data_add(seq->hdlend,  CFD_SEQ_NOCPU, cpu, CFD_SEQ_HDLEND,  data, &n_data, now);
312
313         for (i = 0; i < n_data; i++) {
314                 pr_alert("\tcsd: cnt(%07x): %04x->%04x %s\n",
315                          data[i].u.cnt & ~0x80000000U, data[i].u.src,
316                          data[i].u.dst, csd_lock_get_type(data[i].u.type));
317         }
318         pr_alert("\tcsd: cnt now: %07x\n", now);
319 }
320
321 /*
322  * Complain if too much time spent waiting.  Note that only
323  * the CSD_TYPE_SYNC/ASYNC types provide the destination CPU,
324  * so waiting on other types gets much less information.
325  */
326 static bool csd_lock_wait_toolong(struct __call_single_data *csd, u64 ts0, u64 *ts1, int *bug_id)
327 {
328         int cpu = -1;
329         int cpux;
330         bool firsttime;
331         u64 ts2, ts_delta;
332         call_single_data_t *cpu_cur_csd;
333         unsigned int flags = READ_ONCE(csd->node.u_flags);
334         unsigned long long csd_lock_timeout_ns = csd_lock_timeout * NSEC_PER_MSEC;
335
336         if (!(flags & CSD_FLAG_LOCK)) {
337                 if (!unlikely(*bug_id))
338                         return true;
339                 cpu = csd_lock_wait_getcpu(csd);
340                 pr_alert("csd: CSD lock (#%d) got unstuck on CPU#%02d, CPU#%02d released the lock.\n",
341                          *bug_id, raw_smp_processor_id(), cpu);
342                 return true;
343         }
344
345         ts2 = sched_clock();
346         ts_delta = ts2 - *ts1;
347         if (likely(ts_delta <= csd_lock_timeout_ns || csd_lock_timeout_ns == 0))
348                 return false;
349
350         firsttime = !*bug_id;
351         if (firsttime)
352                 *bug_id = atomic_inc_return(&csd_bug_count);
353         cpu = csd_lock_wait_getcpu(csd);
354         if (WARN_ONCE(cpu < 0 || cpu >= nr_cpu_ids, "%s: cpu = %d\n", __func__, cpu))
355                 cpux = 0;
356         else
357                 cpux = cpu;
358         cpu_cur_csd = smp_load_acquire(&per_cpu(cur_csd, cpux)); /* Before func and info. */
359         pr_alert("csd: %s non-responsive CSD lock (#%d) on CPU#%d, waiting %llu ns for CPU#%02d %pS(%ps).\n",
360                  firsttime ? "Detected" : "Continued", *bug_id, raw_smp_processor_id(), ts2 - ts0,
361                  cpu, csd->func, csd->info);
362         if (cpu_cur_csd && csd != cpu_cur_csd) {
363                 pr_alert("\tcsd: CSD lock (#%d) handling prior %pS(%ps) request.\n",
364                          *bug_id, READ_ONCE(per_cpu(cur_csd_func, cpux)),
365                          READ_ONCE(per_cpu(cur_csd_info, cpux)));
366         } else {
367                 pr_alert("\tcsd: CSD lock (#%d) %s.\n",
368                          *bug_id, !cpu_cur_csd ? "unresponsive" : "handling this request");
369         }
370         if (cpu >= 0) {
371                 if (static_branch_unlikely(&csdlock_debug_extended))
372                         csd_lock_print_extended(csd, cpu);
373                 dump_cpu_task(cpu);
374                 if (!cpu_cur_csd) {
375                         pr_alert("csd: Re-sending CSD lock (#%d) IPI from CPU#%02d to CPU#%02d\n", *bug_id, raw_smp_processor_id(), cpu);
376                         arch_send_call_function_single_ipi(cpu);
377                 }
378         }
379         dump_stack();
380         *ts1 = ts2;
381
382         return false;
383 }
384
385 /*
386  * csd_lock/csd_unlock used to serialize access to per-cpu csd resources
387  *
388  * For non-synchronous ipi calls the csd can still be in use by the
389  * previous function call. For multi-cpu calls its even more interesting
390  * as we'll have to ensure no other cpu is observing our csd.
391  */
392 static void __csd_lock_wait(struct __call_single_data *csd)
393 {
394         int bug_id = 0;
395         u64 ts0, ts1;
396
397         ts1 = ts0 = sched_clock();
398         for (;;) {
399                 if (csd_lock_wait_toolong(csd, ts0, &ts1, &bug_id))
400                         break;
401                 cpu_relax();
402         }
403         smp_acquire__after_ctrl_dep();
404 }
405
406 static __always_inline void csd_lock_wait(struct __call_single_data *csd)
407 {
408         if (static_branch_unlikely(&csdlock_debug_enabled)) {
409                 __csd_lock_wait(csd);
410                 return;
411         }
412
413         smp_cond_load_acquire(&csd->node.u_flags, !(VAL & CSD_FLAG_LOCK));
414 }
415
416 static void __smp_call_single_queue_debug(int cpu, struct llist_node *node)
417 {
418         unsigned int this_cpu = smp_processor_id();
419         struct cfd_seq_local *seq = this_cpu_ptr(&cfd_seq_local);
420         struct call_function_data *cfd = this_cpu_ptr(&cfd_data);
421         struct cfd_percpu *pcpu = per_cpu_ptr(cfd->pcpu, cpu);
422
423         cfd_seq_store(pcpu->seq_queue, this_cpu, cpu, CFD_SEQ_QUEUE);
424         if (llist_add(node, &per_cpu(call_single_queue, cpu))) {
425                 cfd_seq_store(pcpu->seq_ipi, this_cpu, cpu, CFD_SEQ_IPI);
426                 cfd_seq_store(seq->ping, this_cpu, cpu, CFD_SEQ_PING);
427                 send_call_function_single_ipi(cpu);
428                 cfd_seq_store(seq->pinged, this_cpu, cpu, CFD_SEQ_PINGED);
429         } else {
430                 cfd_seq_store(pcpu->seq_noipi, this_cpu, cpu, CFD_SEQ_NOIPI);
431         }
432 }
433 #else
434 #define cfd_seq_store(var, src, dst, type)
435
436 static void csd_lock_record(struct __call_single_data *csd)
437 {
438 }
439
440 static __always_inline void csd_lock_wait(struct __call_single_data *csd)
441 {
442         smp_cond_load_acquire(&csd->node.u_flags, !(VAL & CSD_FLAG_LOCK));
443 }
444 #endif
445
446 static __always_inline void csd_lock(struct __call_single_data *csd)
447 {
448         csd_lock_wait(csd);
449         csd->node.u_flags |= CSD_FLAG_LOCK;
450
451         /*
452          * prevent CPU from reordering the above assignment
453          * to ->flags with any subsequent assignments to other
454          * fields of the specified call_single_data_t structure:
455          */
456         smp_wmb();
457 }
458
459 static __always_inline void csd_unlock(struct __call_single_data *csd)
460 {
461         WARN_ON(!(csd->node.u_flags & CSD_FLAG_LOCK));
462
463         /*
464          * ensure we're all done before releasing data:
465          */
466         smp_store_release(&csd->node.u_flags, 0);
467 }
468
469 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(call_single_data_t, csd_data);
470
471 void __smp_call_single_queue(int cpu, struct llist_node *node)
472 {
473 #ifdef CONFIG_CSD_LOCK_WAIT_DEBUG
474         if (static_branch_unlikely(&csdlock_debug_extended)) {
475                 unsigned int type;
476
477                 type = CSD_TYPE(container_of(node, call_single_data_t,
478                                              node.llist));
479                 if (type == CSD_TYPE_SYNC || type == CSD_TYPE_ASYNC) {
480                         __smp_call_single_queue_debug(cpu, node);
481                         return;
482                 }
483         }
484 #endif
485
486         /*
487          * The list addition should be visible before sending the IPI
488          * handler locks the list to pull the entry off it because of
489          * normal cache coherency rules implied by spinlocks.
490          *
491          * If IPIs can go out of order to the cache coherency protocol
492          * in an architecture, sufficient synchronisation should be added
493          * to arch code to make it appear to obey cache coherency WRT
494          * locking and barrier primitives. Generic code isn't really
495          * equipped to do the right thing...
496          */
497         if (llist_add(node, &per_cpu(call_single_queue, cpu)))
498                 send_call_function_single_ipi(cpu);
499 }
500
501 /*
502  * Insert a previously allocated call_single_data_t element
503  * for execution on the given CPU. data must already have
504  * ->func, ->info, and ->flags set.
505  */
506 static int generic_exec_single(int cpu, struct __call_single_data *csd)
507 {
508         if (cpu == smp_processor_id()) {
509                 smp_call_func_t func = csd->func;
510                 void *info = csd->info;
511                 unsigned long flags;
512
513                 /*
514                  * We can unlock early even for the synchronous on-stack case,
515                  * since we're doing this from the same CPU..
516                  */
517                 csd_lock_record(csd);
518                 csd_unlock(csd);
519                 local_irq_save(flags);
520                 func(info);
521                 csd_lock_record(NULL);
522                 local_irq_restore(flags);
523                 return 0;
524         }
525
526         if ((unsigned)cpu >= nr_cpu_ids || !cpu_online(cpu)) {
527                 csd_unlock(csd);
528                 return -ENXIO;
529         }
530
531         __smp_call_single_queue(cpu, &csd->node.llist);
532
533         return 0;
534 }
535
536 /**
537  * generic_smp_call_function_single_interrupt - Execute SMP IPI callbacks
538  *
539  * Invoked by arch to handle an IPI for call function single.
540  * Must be called with interrupts disabled.
541  */
542 void generic_smp_call_function_single_interrupt(void)
543 {
544         cfd_seq_store(this_cpu_ptr(&cfd_seq_local)->gotipi, CFD_SEQ_NOCPU,
545                       smp_processor_id(), CFD_SEQ_GOTIPI);
546         __flush_smp_call_function_queue(true);
547 }
548
549 /**
550  * __flush_smp_call_function_queue - Flush pending smp-call-function callbacks
551  *
552  * @warn_cpu_offline: If set to 'true', warn if callbacks were queued on an
553  *                    offline CPU. Skip this check if set to 'false'.
554  *
555  * Flush any pending smp-call-function callbacks queued on this CPU. This is
556  * invoked by the generic IPI handler, as well as by a CPU about to go offline,
557  * to ensure that all pending IPI callbacks are run before it goes completely
558  * offline.
559  *
560  * Loop through the call_single_queue and run all the queued callbacks.
561  * Must be called with interrupts disabled.
562  */
563 static void __flush_smp_call_function_queue(bool warn_cpu_offline)
564 {
565         call_single_data_t *csd, *csd_next;
566         struct llist_node *entry, *prev;
567         struct llist_head *head;
568         static bool warned;
569
570         lockdep_assert_irqs_disabled();
571
572         head = this_cpu_ptr(&call_single_queue);
573         cfd_seq_store(this_cpu_ptr(&cfd_seq_local)->handle, CFD_SEQ_NOCPU,
574                       smp_processor_id(), CFD_SEQ_HANDLE);
575         entry = llist_del_all(head);
576         cfd_seq_store(this_cpu_ptr(&cfd_seq_local)->dequeue,
577                       /* Special meaning of source cpu: 0 == queue empty */
578                       entry ? CFD_SEQ_NOCPU : 0,
579                       smp_processor_id(), CFD_SEQ_DEQUEUE);
580         entry = llist_reverse_order(entry);
581
582         /* There shouldn't be any pending callbacks on an offline CPU. */
583         if (unlikely(warn_cpu_offline && !cpu_online(smp_processor_id()) &&
584                      !warned && entry != NULL)) {
585                 warned = true;
586                 WARN(1, "IPI on offline CPU %d\n", smp_processor_id());
587
588                 /*
589                  * We don't have to use the _safe() variant here
590                  * because we are not invoking the IPI handlers yet.
591                  */
592                 llist_for_each_entry(csd, entry, node.llist) {
593                         switch (CSD_TYPE(csd)) {
594                         case CSD_TYPE_ASYNC:
595                         case CSD_TYPE_SYNC:
596                         case CSD_TYPE_IRQ_WORK:
597                                 pr_warn("IPI callback %pS sent to offline CPU\n",
598                                         csd->func);
599                                 break;
600
601                         case CSD_TYPE_TTWU:
602                                 pr_warn("IPI task-wakeup sent to offline CPU\n");
603                                 break;
604
605                         default:
606                                 pr_warn("IPI callback, unknown type %d, sent to offline CPU\n",
607                                         CSD_TYPE(csd));
608                                 break;
609                         }
610                 }
611         }
612
613         /*
614          * First; run all SYNC callbacks, people are waiting for us.
615          */
616         prev = NULL;
617         llist_for_each_entry_safe(csd, csd_next, entry, node.llist) {
618                 /* Do we wait until *after* callback? */
619                 if (CSD_TYPE(csd) == CSD_TYPE_SYNC) {
620                         smp_call_func_t func = csd->func;
621                         void *info = csd->info;
622
623                         if (prev) {
624                                 prev->next = &csd_next->node.llist;
625                         } else {
626                                 entry = &csd_next->node.llist;
627                         }
628
629                         csd_lock_record(csd);
630                         func(info);
631                         csd_unlock(csd);
632                         csd_lock_record(NULL);
633                 } else {
634                         prev = &csd->node.llist;
635                 }
636         }
637
638         if (!entry) {
639                 cfd_seq_store(this_cpu_ptr(&cfd_seq_local)->hdlend,
640                               0, smp_processor_id(),
641                               CFD_SEQ_HDLEND);
642                 return;
643         }
644
645         /*
646          * Second; run all !SYNC callbacks.
647          */
648         prev = NULL;
649         llist_for_each_entry_safe(csd, csd_next, entry, node.llist) {
650                 int type = CSD_TYPE(csd);
651
652                 if (type != CSD_TYPE_TTWU) {
653                         if (prev) {
654                                 prev->next = &csd_next->node.llist;
655                         } else {
656                                 entry = &csd_next->node.llist;
657                         }
658
659                         if (type == CSD_TYPE_ASYNC) {
660                                 smp_call_func_t func = csd->func;
661                                 void *info = csd->info;
662
663                                 csd_lock_record(csd);
664                                 csd_unlock(csd);
665                                 func(info);
666                                 csd_lock_record(NULL);
667                         } else if (type == CSD_TYPE_IRQ_WORK) {
668                                 irq_work_single(csd);
669                         }
670
671                 } else {
672                         prev = &csd->node.llist;
673                 }
674         }
675
676         /*
677          * Third; only CSD_TYPE_TTWU is left, issue those.
678          */
679         if (entry)
680                 sched_ttwu_pending(entry);
681
682         cfd_seq_store(this_cpu_ptr(&cfd_seq_local)->hdlend, CFD_SEQ_NOCPU,
683                       smp_processor_id(), CFD_SEQ_HDLEND);
684 }
685
686
687 /**
688  * flush_smp_call_function_queue - Flush pending smp-call-function callbacks
689  *                                 from task context (idle, migration thread)
690  *
691  * When TIF_POLLING_NRFLAG is supported and a CPU is in idle and has it
692  * set, then remote CPUs can avoid sending IPIs and wake the idle CPU by
693  * setting TIF_NEED_RESCHED. The idle task on the woken up CPU has to
694  * handle queued SMP function calls before scheduling.
695  *
696  * The migration thread has to ensure that an eventually pending wakeup has
697  * been handled before it migrates a task.
698  */
699 void flush_smp_call_function_queue(void)
700 {
701         unsigned int was_pending;
702         unsigned long flags;
703
704         if (llist_empty(this_cpu_ptr(&call_single_queue)))
705                 return;
706
707         cfd_seq_store(this_cpu_ptr(&cfd_seq_local)->idle, CFD_SEQ_NOCPU,
708                       smp_processor_id(), CFD_SEQ_IDLE);
709         local_irq_save(flags);
710         /* Get the already pending soft interrupts for RT enabled kernels */
711         was_pending = local_softirq_pending();
712         __flush_smp_call_function_queue(true);
713         if (local_softirq_pending())
714                 do_softirq_post_smp_call_flush(was_pending);
715
716         local_irq_restore(flags);
717 }
718
719 /*
720  * smp_call_function_single - Run a function on a specific CPU
721  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
722  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
723  * @wait: If true, wait until function has completed on other CPUs.
724  *
725  * Returns 0 on success, else a negative status code.
726  */
727 int smp_call_function_single(int cpu, smp_call_func_t func, void *info,
728                              int wait)
729 {
730         call_single_data_t *csd;
731         call_single_data_t csd_stack = {
732                 .node = { .u_flags = CSD_FLAG_LOCK | CSD_TYPE_SYNC, },
733         };
734         int this_cpu;
735         int err;
736
737         /*
738          * prevent preemption and reschedule on another processor,
739          * as well as CPU removal
740          */
741         this_cpu = get_cpu();
742
743         /*
744          * Can deadlock when called with interrupts disabled.
745          * We allow cpu's that are not yet online though, as no one else can
746          * send smp call function interrupt to this cpu and as such deadlocks
747          * can't happen.
748          */
749         WARN_ON_ONCE(cpu_online(this_cpu) && irqs_disabled()
750                      && !oops_in_progress);
751
752         /*
753          * When @wait we can deadlock when we interrupt between llist_add() and
754          * arch_send_call_function_ipi*(); when !@wait we can deadlock due to
755          * csd_lock() on because the interrupt context uses the same csd
756          * storage.
757          */
758         WARN_ON_ONCE(!in_task());
759
760         csd = &csd_stack;
761         if (!wait) {
762                 csd = this_cpu_ptr(&csd_data);
763                 csd_lock(csd);
764         }
765
766         csd->func = func;
767         csd->info = info;
768 #ifdef CONFIG_CSD_LOCK_WAIT_DEBUG
769         csd->node.src = smp_processor_id();
770         csd->node.dst = cpu;
771 #endif
772
773         err = generic_exec_single(cpu, csd);
774
775         if (wait)
776                 csd_lock_wait(csd);
777
778         put_cpu();
779
780         return err;
781 }
782 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function_single);
783
784 /**
785  * smp_call_function_single_async() - Run an asynchronous function on a
786  *                               specific CPU.
787  * @cpu: The CPU to run on.
788  * @csd: Pre-allocated and setup data structure
789  *
790  * Like smp_call_function_single(), but the call is asynchonous and
791  * can thus be done from contexts with disabled interrupts.
792  *
793  * The caller passes his own pre-allocated data structure
794  * (ie: embedded in an object) and is responsible for synchronizing it
795  * such that the IPIs performed on the @csd are strictly serialized.
796  *
797  * If the function is called with one csd which has not yet been
798  * processed by previous call to smp_call_function_single_async(), the
799  * function will return immediately with -EBUSY showing that the csd
800  * object is still in progress.
801  *
802  * NOTE: Be careful, there is unfortunately no current debugging facility to
803  * validate the correctness of this serialization.
804  *
805  * Return: %0 on success or negative errno value on error
806  */
807 int smp_call_function_single_async(int cpu, struct __call_single_data *csd)
808 {
809         int err = 0;
810
811         preempt_disable();
812
813         if (csd->node.u_flags & CSD_FLAG_LOCK) {
814                 err = -EBUSY;
815                 goto out;
816         }
817
818         csd->node.u_flags = CSD_FLAG_LOCK;
819         smp_wmb();
820
821         err = generic_exec_single(cpu, csd);
822
823 out:
824         preempt_enable();
825
826         return err;
827 }
828 EXPORT_SYMBOL_GPL(smp_call_function_single_async);
829
830 /*
831  * smp_call_function_any - Run a function on any of the given cpus
832  * @mask: The mask of cpus it can run on.
833  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
834  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
835  * @wait: If true, wait until function has completed.
836  *
837  * Returns 0 on success, else a negative status code (if no cpus were online).
838  *
839  * Selection preference:
840  *      1) current cpu if in @mask
841  *      2) any cpu of current node if in @mask
842  *      3) any other online cpu in @mask
843  */
844 int smp_call_function_any(const struct cpumask *mask,
845                           smp_call_func_t func, void *info, int wait)
846 {
847         unsigned int cpu;
848         const struct cpumask *nodemask;
849         int ret;
850
851         /* Try for same CPU (cheapest) */
852         cpu = get_cpu();
853         if (cpumask_test_cpu(cpu, mask))
854                 goto call;
855
856         /* Try for same node. */
857         nodemask = cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
858         for (cpu = cpumask_first_and(nodemask, mask); cpu < nr_cpu_ids;
859              cpu = cpumask_next_and(cpu, nodemask, mask)) {
860                 if (cpu_online(cpu))
861                         goto call;
862         }
863
864         /* Any online will do: smp_call_function_single handles nr_cpu_ids. */
865         cpu = cpumask_any_and(mask, cpu_online_mask);
866 call:
867         ret = smp_call_function_single(cpu, func, info, wait);
868         put_cpu();
869         return ret;
870 }
871 EXPORT_SYMBOL_GPL(smp_call_function_any);
872
873 /*
874  * Flags to be used as scf_flags argument of smp_call_function_many_cond().
875  *
876  * %SCF_WAIT:           Wait until function execution is completed
877  * %SCF_RUN_LOCAL:      Run also locally if local cpu is set in cpumask
878  */
879 #define SCF_WAIT        (1U << 0)
880 #define SCF_RUN_LOCAL   (1U << 1)
881
882 static void smp_call_function_many_cond(const struct cpumask *mask,
883                                         smp_call_func_t func, void *info,
884                                         unsigned int scf_flags,
885                                         smp_cond_func_t cond_func)
886 {
887         int cpu, last_cpu, this_cpu = smp_processor_id();
888         struct call_function_data *cfd;
889         bool wait = scf_flags & SCF_WAIT;
890         bool run_remote = false;
891         bool run_local = false;
892         int nr_cpus = 0;
893
894         lockdep_assert_preemption_disabled();
895
896         /*
897          * Can deadlock when called with interrupts disabled.
898          * We allow cpu's that are not yet online though, as no one else can
899          * send smp call function interrupt to this cpu and as such deadlocks
900          * can't happen.
901          */
902         if (cpu_online(this_cpu) && !oops_in_progress &&
903             !early_boot_irqs_disabled)
904                 lockdep_assert_irqs_enabled();
905
906         /*
907          * When @wait we can deadlock when we interrupt between llist_add() and
908          * arch_send_call_function_ipi*(); when !@wait we can deadlock due to
909          * csd_lock() on because the interrupt context uses the same csd
910          * storage.
911          */
912         WARN_ON_ONCE(!in_task());
913
914         /* Check if we need local execution. */
915         if ((scf_flags & SCF_RUN_LOCAL) && cpumask_test_cpu(this_cpu, mask))
916                 run_local = true;
917
918         /* Check if we need remote execution, i.e., any CPU excluding this one. */
919         cpu = cpumask_first_and(mask, cpu_online_mask);
920         if (cpu == this_cpu)
921                 cpu = cpumask_next_and(cpu, mask, cpu_online_mask);
922         if (cpu < nr_cpu_ids)
923                 run_remote = true;
924
925         if (run_remote) {
926                 cfd = this_cpu_ptr(&cfd_data);
927                 cpumask_and(cfd->cpumask, mask, cpu_online_mask);
928                 __cpumask_clear_cpu(this_cpu, cfd->cpumask);
929
930                 cpumask_clear(cfd->cpumask_ipi);
931                 for_each_cpu(cpu, cfd->cpumask) {
932                         struct cfd_percpu *pcpu = per_cpu_ptr(cfd->pcpu, cpu);
933                         call_single_data_t *csd = &pcpu->csd;
934
935                         if (cond_func && !cond_func(cpu, info))
936                                 continue;
937
938                         csd_lock(csd);
939                         if (wait)
940                                 csd->node.u_flags |= CSD_TYPE_SYNC;
941                         csd->func = func;
942                         csd->info = info;
943 #ifdef CONFIG_CSD_LOCK_WAIT_DEBUG
944                         csd->node.src = smp_processor_id();
945                         csd->node.dst = cpu;
946 #endif
947                         cfd_seq_store(pcpu->seq_queue, this_cpu, cpu, CFD_SEQ_QUEUE);
948                         if (llist_add(&csd->node.llist, &per_cpu(call_single_queue, cpu))) {
949                                 __cpumask_set_cpu(cpu, cfd->cpumask_ipi);
950                                 nr_cpus++;
951                                 last_cpu = cpu;
952
953                                 cfd_seq_store(pcpu->seq_ipi, this_cpu, cpu, CFD_SEQ_IPI);
954                         } else {
955                                 cfd_seq_store(pcpu->seq_noipi, this_cpu, cpu, CFD_SEQ_NOIPI);
956                         }
957                 }
958
959                 cfd_seq_store(this_cpu_ptr(&cfd_seq_local)->ping, this_cpu, CFD_SEQ_NOCPU, CFD_SEQ_PING);
960
961                 /*
962                  * Choose the most efficient way to send an IPI. Note that the
963                  * number of CPUs might be zero due to concurrent changes to the
964                  * provided mask.
965                  */
966                 if (nr_cpus == 1)
967                         send_call_function_single_ipi(last_cpu);
968                 else if (likely(nr_cpus > 1))
969                         arch_send_call_function_ipi_mask(cfd->cpumask_ipi);
970
971                 cfd_seq_store(this_cpu_ptr(&cfd_seq_local)->pinged, this_cpu, CFD_SEQ_NOCPU, CFD_SEQ_PINGED);
972         }
973
974         if (run_local && (!cond_func || cond_func(this_cpu, info))) {
975                 unsigned long flags;
976
977                 local_irq_save(flags);
978                 func(info);
979                 local_irq_restore(flags);
980         }
981
982         if (run_remote && wait) {
983                 for_each_cpu(cpu, cfd->cpumask) {
984                         call_single_data_t *csd;
985
986                         csd = &per_cpu_ptr(cfd->pcpu, cpu)->csd;
987                         csd_lock_wait(csd);
988                 }
989         }
990 }
991
992 /**
993  * smp_call_function_many(): Run a function on a set of CPUs.
994  * @mask: The set of cpus to run on (only runs on online subset).
995  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
996  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
997  * @wait: Bitmask that controls the operation. If %SCF_WAIT is set, wait
998  *        (atomically) until function has completed on other CPUs. If
999  *        %SCF_RUN_LOCAL is set, the function will also be run locally
1000  *        if the local CPU is set in the @cpumask.
1001  *
1002  * If @wait is true, then returns once @func has returned.
1003  *
1004  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
1005  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler. Preemption
1006  * must be disabled when calling this function.
1007  */
1008 void smp_call_function_many(const struct cpumask *mask,
1009                             smp_call_func_t func, void *info, bool wait)
1010 {
1011         smp_call_function_many_cond(mask, func, info, wait * SCF_WAIT, NULL);
1012 }
1013 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function_many);
1014
1015 /**
1016  * smp_call_function(): Run a function on all other CPUs.
1017  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
1018  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
1019  * @wait: If true, wait (atomically) until function has completed
1020  *        on other CPUs.
1021  *
1022  * Returns 0.
1023  *
1024  * If @wait is true, then returns once @func has returned; otherwise
1025  * it returns just before the target cpu calls @func.
1026  *
1027  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
1028  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler.
1029  */
1030 void smp_call_function(smp_call_func_t func, void *info, int wait)
1031 {
1032         preempt_disable();
1033         smp_call_function_many(cpu_online_mask, func, info, wait);
1034         preempt_enable();
1035 }
1036 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function);
1037
1038 /* Setup configured maximum number of CPUs to activate */
1039 unsigned int setup_max_cpus = NR_CPUS;
1040 EXPORT_SYMBOL(setup_max_cpus);
1041
1042
1043 /*
1044  * Setup routine for controlling SMP activation
1045  *
1046  * Command-line option of "nosmp" or "maxcpus=0" will disable SMP
1047  * activation entirely (the MPS table probe still happens, though).
1048  *
1049  * Command-line option of "maxcpus=<NUM>", where <NUM> is an integer
1050  * greater than 0, limits the maximum number of CPUs activated in
1051  * SMP mode to <NUM>.
1052  */
1053
1054 void __weak arch_disable_smp_support(void) { }
1055
1056 static int __init nosmp(char *str)
1057 {
1058         setup_max_cpus = 0;
1059         arch_disable_smp_support();
1060
1061         return 0;
1062 }
1063
1064 early_param("nosmp", nosmp);
1065
1066 /* this is hard limit */
1067 static int __init nrcpus(char *str)
1068 {
1069         int nr_cpus;
1070
1071         if (get_option(&str, &nr_cpus) && nr_cpus > 0 && nr_cpus < nr_cpu_ids)
1072                 set_nr_cpu_ids(nr_cpus);
1073
1074         return 0;
1075 }
1076
1077 early_param("nr_cpus", nrcpus);
1078
1079 static int __init maxcpus(char *str)
1080 {
1081         get_option(&str, &setup_max_cpus);
1082         if (setup_max_cpus == 0)
1083                 arch_disable_smp_support();
1084
1085         return 0;
1086 }
1087
1088 early_param("maxcpus", maxcpus);
1089
1090 #if (NR_CPUS > 1) && !defined(CONFIG_FORCE_NR_CPUS)
1091 /* Setup number of possible processor ids */
1092 unsigned int nr_cpu_ids __read_mostly = NR_CPUS;
1093 EXPORT_SYMBOL(nr_cpu_ids);
1094 #endif
1095
1096 /* An arch may set nr_cpu_ids earlier if needed, so this would be redundant */
1097 void __init setup_nr_cpu_ids(void)
1098 {
1099         set_nr_cpu_ids(find_last_bit(cpumask_bits(cpu_possible_mask), NR_CPUS) + 1);
1100 }
1101
1102 /* Called by boot processor to activate the rest. */
1103 void __init smp_init(void)
1104 {
1105         int num_nodes, num_cpus;
1106
1107         idle_threads_init();
1108         cpuhp_threads_init();
1109
1110         pr_info("Bringing up secondary CPUs ...\n");
1111
1112         bringup_nonboot_cpus(setup_max_cpus);
1113
1114         num_nodes = num_online_nodes();
1115         num_cpus  = num_online_cpus();
1116         pr_info("Brought up %d node%s, %d CPU%s\n",
1117                 num_nodes, (num_nodes > 1 ? "s" : ""),
1118                 num_cpus,  (num_cpus  > 1 ? "s" : ""));
1119
1120         /* Any cleanup work */
1121         smp_cpus_done(setup_max_cpus);
1122 }
1123
1124 /*
1125  * on_each_cpu_cond(): Call a function on each processor for which
1126  * the supplied function cond_func returns true, optionally waiting
1127  * for all the required CPUs to finish. This may include the local
1128  * processor.
1129  * @cond_func:  A callback function that is passed a cpu id and
1130  *              the info parameter. The function is called
1131  *              with preemption disabled. The function should
1132  *              return a blooean value indicating whether to IPI
1133  *              the specified CPU.
1134  * @func:       The function to run on all applicable CPUs.
1135  *              This must be fast and non-blocking.
1136  * @info:       An arbitrary pointer to pass to both functions.
1137  * @wait:       If true, wait (atomically) until function has
1138  *              completed on other CPUs.
1139  *
1140  * Preemption is disabled to protect against CPUs going offline but not online.
1141  * CPUs going online during the call will not be seen or sent an IPI.
1142  *
1143  * You must not call this function with disabled interrupts or
1144  * from a hardware interrupt handler or from a bottom half handler.
1145  */
1146 void on_each_cpu_cond_mask(smp_cond_func_t cond_func, smp_call_func_t func,
1147                            void *info, bool wait, const struct cpumask *mask)
1148 {
1149         unsigned int scf_flags = SCF_RUN_LOCAL;
1150
1151         if (wait)
1152                 scf_flags |= SCF_WAIT;
1153
1154         preempt_disable();
1155         smp_call_function_many_cond(mask, func, info, scf_flags, cond_func);
1156         preempt_enable();
1157 }
1158 EXPORT_SYMBOL(on_each_cpu_cond_mask);
1159
1160 static void do_nothing(void *unused)
1161 {
1162 }
1163
1164 /**
1165  * kick_all_cpus_sync - Force all cpus out of idle
1166  *
1167  * Used to synchronize the update of pm_idle function pointer. It's
1168  * called after the pointer is updated and returns after the dummy
1169  * callback function has been executed on all cpus. The execution of
1170  * the function can only happen on the remote cpus after they have
1171  * left the idle function which had been called via pm_idle function
1172  * pointer. So it's guaranteed that nothing uses the previous pointer
1173  * anymore.
1174  */
1175 void kick_all_cpus_sync(void)
1176 {
1177         /* Make sure the change is visible before we kick the cpus */
1178         smp_mb();
1179         smp_call_function(do_nothing, NULL, 1);
1180 }
1181 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_all_cpus_sync);
1182
1183 /**
1184  * wake_up_all_idle_cpus - break all cpus out of idle
1185  * wake_up_all_idle_cpus try to break all cpus which is in idle state even
1186  * including idle polling cpus, for non-idle cpus, we will do nothing
1187  * for them.
1188  */
1189 void wake_up_all_idle_cpus(void)
1190 {
1191         int cpu;
1192
1193         for_each_possible_cpu(cpu) {
1194                 preempt_disable();
1195                 if (cpu != smp_processor_id() && cpu_online(cpu))
1196                         wake_up_if_idle(cpu);
1197                 preempt_enable();
1198         }
1199 }
1200 EXPORT_SYMBOL_GPL(wake_up_all_idle_cpus);
1201
1202 /**
1203  * struct smp_call_on_cpu_struct - Call a function on a specific CPU
1204  * @work: &work_struct
1205  * @done: &completion to signal
1206  * @func: function to call
1207  * @data: function's data argument
1208  * @ret: return value from @func
1209  * @cpu: target CPU (%-1 for any CPU)
1210  *
1211  * Used to call a function on a specific cpu and wait for it to return.
1212  * Optionally make sure the call is done on a specified physical cpu via vcpu
1213  * pinning in order to support virtualized environments.
1214  */
1215 struct smp_call_on_cpu_struct {
1216         struct work_struct      work;
1217         struct completion       done;
1218         int                     (*func)(void *);
1219         void                    *data;
1220         int                     ret;
1221         int                     cpu;
1222 };
1223
1224 static void smp_call_on_cpu_callback(struct work_struct *work)
1225 {
1226         struct smp_call_on_cpu_struct *sscs;
1227
1228         sscs = container_of(work, struct smp_call_on_cpu_struct, work);
1229         if (sscs->cpu >= 0)
1230                 hypervisor_pin_vcpu(sscs->cpu);
1231         sscs->ret = sscs->func(sscs->data);
1232         if (sscs->cpu >= 0)
1233                 hypervisor_pin_vcpu(-1);
1234
1235         complete(&sscs->done);
1236 }
1237
1238 int smp_call_on_cpu(unsigned int cpu, int (*func)(void *), void *par, bool phys)
1239 {
1240         struct smp_call_on_cpu_struct sscs = {
1241                 .done = COMPLETION_INITIALIZER_ONSTACK(sscs.done),
1242                 .func = func,
1243                 .data = par,
1244                 .cpu  = phys ? cpu : -1,
1245         };
1246
1247         INIT_WORK_ONSTACK(&sscs.work, smp_call_on_cpu_callback);
1248
1249         if (cpu >= nr_cpu_ids || !cpu_online(cpu))
1250                 return -ENXIO;
1251
1252         queue_work_on(cpu, system_wq, &sscs.work);
1253         wait_for_completion(&sscs.done);
1254
1255         return sscs.ret;
1256 }
1257 EXPORT_SYMBOL_GPL(smp_call_on_cpu);