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/gfp.h>
  18 #include <linux/smp.h>
  19 #include <linux/cpu.h>
  20 #include <linux/sched.h>
  21 #include <linux/sched/idle.h>
  22 #include <linux/hypervisor.h>
  23 #include <linux/sched/clock.h>
  24 #include <linux/nmi.h>
  25 #include <linux/sched/debug.h>
  26
  27 #include "smpboot.h"
  28 #include "sched/smp.h"
  29
  30 #define CSD_TYPE(_csd)  ((_csd)->node.u_flags & CSD_FLAG_TYPE_MASK)
  31
  32 struct call_function_data {
  33         call_single_data_t      __percpu *csd;
  34         cpumask_var_t           cpumask;
  35         cpumask_var_t           cpumask_ipi;
  36 };
  37
  38 static DEFINE_PER_CPU_ALIGNED(struct call_function_data, cfd_data);
  39
  40 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct llist_head, call_single_queue);
  41
  42 static void flush_smp_call_function_queue(bool warn_cpu_offline);
  43
  44 int smpcfd_prepare_cpu(unsigned int cpu)
  45 {
  46         struct call_function_data *cfd = &per_cpu(cfd_data, cpu);
  47
  48         if (!zalloc_cpumask_var_node(&cfd->cpumask, GFP_KERNEL,
  49                                      cpu_to_node(cpu)))
  50                 return -ENOMEM;
  51         if (!zalloc_cpumask_var_node(&cfd->cpumask_ipi, GFP_KERNEL,
  52                                      cpu_to_node(cpu))) {
  53                 free_cpumask_var(cfd->cpumask);
  54                 return -ENOMEM;
  55         }
  56         cfd->csd = alloc_percpu(call_single_data_t);
  57         if (!cfd->csd) {
  58                 free_cpumask_var(cfd->cpumask);
  59                 free_cpumask_var(cfd->cpumask_ipi);
  60                 return -ENOMEM;
  61         }
  62
  63         return 0;
  64 }
  65
  66 int smpcfd_dead_cpu(unsigned int cpu)
  67 {
  68         struct call_function_data *cfd = &per_cpu(cfd_data, cpu);
  69
  70         free_cpumask_var(cfd->cpumask);
  71         free_cpumask_var(cfd->cpumask_ipi);
  72         free_percpu(cfd->csd);
  73         return 0;
  74 }
  75
  76 int smpcfd_dying_cpu(unsigned int cpu)
  77 {
  78         /*
  79          * The IPIs for the smp-call-function callbacks queued by other
  80          * CPUs might arrive late, either due to hardware latencies or
  81          * because this CPU disabled interrupts (inside stop-machine)
  82          * before the IPIs were sent. So flush out any pending callbacks
  83          * explicitly (without waiting for the IPIs to arrive), to
  84          * ensure that the outgoing CPU doesn't go offline with work
  85          * still pending.
  86          */
  87         flush_smp_call_function_queue(false);
  88         irq_work_run();
  89         return 0;
  90 }
  91
  92 void __init call_function_init(void)
  93 {
  94         int i;
  95
  96         for_each_possible_cpu(i)
  97                 init_llist_head(&per_cpu(call_single_queue, i));
  98
  99         smpcfd_prepare_cpu(smp_processor_id());
 100 }
 101
 102 #ifdef CONFIG_CSD_LOCK_WAIT_DEBUG
 103
 104 static DEFINE_PER_CPU(call_single_data_t *, cur_csd);
 105 static DEFINE_PER_CPU(smp_call_func_t, cur_csd_func);
 106 static DEFINE_PER_CPU(void *, cur_csd_info);
 107
 108 #define CSD_LOCK_TIMEOUT (5ULL * NSEC_PER_SEC)
 109 static atomic_t csd_bug_count = ATOMIC_INIT(0);
 110
 111 /* Record current CSD work for current CPU, NULL to erase. */
 112 static void csd_lock_record(call_single_data_t *csd)
 113 {
 114         if (!csd) {
 115                 smp_mb(); /* NULL cur_csd after unlock. */
 116                 __this_cpu_write(cur_csd, NULL);
 117                 return;
 118         }
 119         __this_cpu_write(cur_csd_func, csd->func);
 120         __this_cpu_write(cur_csd_info, csd->info);
 121         smp_wmb(); /* func and info before csd. */
 122         __this_cpu_write(cur_csd, csd);
 123         smp_mb(); /* Update cur_csd before function call. */
 124                   /* Or before unlock, as the case may be. */
 125 }
 126
 127 static __always_inline int csd_lock_wait_getcpu(call_single_data_t *csd)
 128 {
 129         unsigned int csd_type;
 130
 131         csd_type = CSD_TYPE(csd);
 132         if (csd_type == CSD_TYPE_ASYNC || csd_type == CSD_TYPE_SYNC)
 133                 return csd->node.dst; /* Other CSD_TYPE_ values might not have ->dst. */
 134         return -1;
 135 }
 136
 137 /*
 138  * Complain if too much time spent waiting.  Note that only
 139  * the CSD_TYPE_SYNC/ASYNC types provide the destination CPU,
 140  * so waiting on other types gets much less information.
 141  */
 142 static __always_inline bool csd_lock_wait_toolong(call_single_data_t *csd, u64 ts0, u64 *ts1, int *bug_id)
 143 {
 144         int cpu = -1;
 145         int cpux;
 146         bool firsttime;
 147         u64 ts2, ts_delta;
 148         call_single_data_t *cpu_cur_csd;
 149         unsigned int flags = READ_ONCE(csd->node.u_flags);
 150
 151         if (!(flags & CSD_FLAG_LOCK)) {
 152                 if (!unlikely(*bug_id))
 153                         return true;
 154                 cpu = csd_lock_wait_getcpu(csd);
 155                 pr_alert("csd: CSD lock (#%d) got unstuck on CPU#%02d, CPU#%02d released the lock.\n",
 156                          *bug_id, raw_smp_processor_id(), cpu);
 157                 return true;
 158         }
 159
 160         ts2 = sched_clock();
 161         ts_delta = ts2 - *ts1;
 162         if (likely(ts_delta <= CSD_LOCK_TIMEOUT))
 163                 return false;
 164
 165         firsttime = !*bug_id;
 166         if (firsttime)
 167                 *bug_id = atomic_inc_return(&csd_bug_count);
 168         cpu = csd_lock_wait_getcpu(csd);
 169         if (WARN_ONCE(cpu < 0 || cpu >= nr_cpu_ids, "%s: cpu = %d\n", __func__, cpu))
 170                 cpux = 0;
 171         else
 172                 cpux = cpu;
 173         cpu_cur_csd = smp_load_acquire(&per_cpu(cur_csd, cpux)); /* Before func and info. */
 174         pr_alert("csd: %s non-responsive CSD lock (#%d) on CPU#%d, waiting %llu ns for CPU#%02d %pS(%ps).\n",
 175                  firsttime ? "Detected" : "Continued", *bug_id, raw_smp_processor_id(), ts2 - ts0,
 176                  cpu, csd->func, csd->info);
 177         if (cpu_cur_csd && csd != cpu_cur_csd) {
 178                 pr_alert("\tcsd: CSD lock (#%d) handling prior %pS(%ps) request.\n",
 179                          *bug_id, READ_ONCE(per_cpu(cur_csd_func, cpux)),
 180                          READ_ONCE(per_cpu(cur_csd_info, cpux)));
 181         } else {
 182                 pr_alert("\tcsd: CSD lock (#%d) %s.\n",
 183                          *bug_id, !cpu_cur_csd ? "unresponsive" : "handling this request");
 184         }
 185         if (cpu >= 0) {
 186                 if (!trigger_single_cpu_backtrace(cpu))
 187                         dump_cpu_task(cpu);
 188                 if (!cpu_cur_csd) {
 189                         pr_alert("csd: Re-sending CSD lock (#%d) IPI from CPU#%02d to CPU#%02d\n", *bug_id, raw_smp_processor_id(), cpu);
 190                         arch_send_call_function_single_ipi(cpu);
 191                 }
 192         }
 193         dump_stack();
 194         *ts1 = ts2;
 195
 196         return false;
 197 }
 198
 199 /*
 200  * csd_lock/csd_unlock used to serialize access to per-cpu csd resources
 201  *
 202  * For non-synchronous ipi calls the csd can still be in use by the
 203  * previous function call. For multi-cpu calls its even more interesting
 204  * as we'll have to ensure no other cpu is observing our csd.
 205  */
 206 static __always_inline void csd_lock_wait(call_single_data_t *csd)
 207 {
 208         int bug_id = 0;
 209         u64 ts0, ts1;
 210
 211         ts1 = ts0 = sched_clock();
 212         for (;;) {
 213                 if (csd_lock_wait_toolong(csd, ts0, &ts1, &bug_id))
 214                         break;
 215                 cpu_relax();
 216         }
 217         smp_acquire__after_ctrl_dep();
 218 }
 219
 220 #else
 221 static void csd_lock_record(call_single_data_t *csd)
 222 {
 223 }
 224
 225 static __always_inline void csd_lock_wait(call_single_data_t *csd)
 226 {
 227         smp_cond_load_acquire(&csd->node.u_flags, !(VAL & CSD_FLAG_LOCK));
 228 }
 229 #endif
 230
 231 static __always_inline void csd_lock(call_single_data_t *csd)
 232 {
 233         csd_lock_wait(csd);
 234         csd->node.u_flags |= CSD_FLAG_LOCK;
 235
 236         /*
 237          * prevent CPU from reordering the above assignment
 238          * to ->flags with any subsequent assignments to other
 239          * fields of the specified call_single_data_t structure:
 240          */
 241         smp_wmb();
 242 }
 243
 244 static __always_inline void csd_unlock(call_single_data_t *csd)
 245 {
 246         WARN_ON(!(csd->node.u_flags & CSD_FLAG_LOCK));
 247
 248         /*
 249          * ensure we're all done before releasing data:
 250          */
 251         smp_store_release(&csd->node.u_flags, 0);
 252 }
 253
 254 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(call_single_data_t, csd_data);
 255
 256 void __smp_call_single_queue(int cpu, struct llist_node *node)
 257 {
 258         /*
 259          * The list addition should be visible before sending the IPI
 260          * handler locks the list to pull the entry off it because of
 261          * normal cache coherency rules implied by spinlocks.
 262          *
 263          * If IPIs can go out of order to the cache coherency protocol
 264          * in an architecture, sufficient synchronisation should be added
 265          * to arch code to make it appear to obey cache coherency WRT
 266          * locking and barrier primitives. Generic code isn't really
 267          * equipped to do the right thing...
 268          */
 269         if (llist_add(node, &per_cpu(call_single_queue, cpu)))
 270                 send_call_function_single_ipi(cpu);
 271 }
 272
 273 /*
 274  * Insert a previously allocated call_single_data_t element
 275  * for execution on the given CPU. data must already have
 276  * ->func, ->info, and ->flags set.
 277  */
 278 static int generic_exec_single(int cpu, call_single_data_t *csd)
 279 {
 280         if (cpu == smp_processor_id()) {
 281                 smp_call_func_t func = csd->func;
 282                 void *info = csd->info;
 283                 unsigned long flags;
 284
 285                 /*
 286                  * We can unlock early even for the synchronous on-stack case,
 287                  * since we're doing this from the same CPU..
 288                  */
 289                 csd_lock_record(csd);
 290                 csd_unlock(csd);
 291                 local_irq_save(flags);
 292                 func(info);
 293                 csd_lock_record(NULL);
 294                 local_irq_restore(flags);
 295                 return 0;
 296         }
 297
 298         if ((unsigned)cpu >= nr_cpu_ids || !cpu_online(cpu)) {
 299                 csd_unlock(csd);
 300                 return -ENXIO;
 301         }
 302
 303         __smp_call_single_queue(cpu, &csd->node.llist);
 304
 305         return 0;
 306 }
 307
 308 /**
 309  * generic_smp_call_function_single_interrupt - Execute SMP IPI callbacks
 310  *
 311  * Invoked by arch to handle an IPI for call function single.
 312  * Must be called with interrupts disabled.
 313  */
 314 void generic_smp_call_function_single_interrupt(void)
 315 {
 316         flush_smp_call_function_queue(true);
 317 }
 318
 319 /**
 320  * flush_smp_call_function_queue - Flush pending smp-call-function callbacks
 321  *
 322  * @warn_cpu_offline: If set to 'true', warn if callbacks were queued on an
 323  *                    offline CPU. Skip this check if set to 'false'.
 324  *
 325  * Flush any pending smp-call-function callbacks queued on this CPU. This is
 326  * invoked by the generic IPI handler, as well as by a CPU about to go offline,
 327  * to ensure that all pending IPI callbacks are run before it goes completely
 328  * offline.
 329  *
 330  * Loop through the call_single_queue and run all the queued callbacks.
 331  * Must be called with interrupts disabled.
 332  */
 333 static void flush_smp_call_function_queue(bool warn_cpu_offline)
 334 {
 335         call_single_data_t *csd, *csd_next;
 336         struct llist_node *entry, *prev;
 337         struct llist_head *head;
 338         static bool warned;
 339
 340         lockdep_assert_irqs_disabled();
 341
 342         head = this_cpu_ptr(&call_single_queue);
 343         entry = llist_del_all(head);
 344         entry = llist_reverse_order(entry);
 345
 346         /* There shouldn't be any pending callbacks on an offline CPU. */
 347         if (unlikely(warn_cpu_offline && !cpu_online(smp_processor_id()) &&
 348                      !warned && !llist_empty(head))) {
 349                 warned = true;
 350                 WARN(1, "IPI on offline CPU %d\n", smp_processor_id());
 351
 352                 /*
 353                  * We don't have to use the _safe() variant here
 354                  * because we are not invoking the IPI handlers yet.
 355                  */
 356                 llist_for_each_entry(csd, entry, node.llist) {
 357                         switch (CSD_TYPE(csd)) {
 358                         case CSD_TYPE_ASYNC:
 359                         case CSD_TYPE_SYNC:
 360                         case CSD_TYPE_IRQ_WORK:
 361                                 pr_warn("IPI callback %pS sent to offline CPU\n",
 362                                         csd->func);
 363                                 break;
 364
 365                         case CSD_TYPE_TTWU:
 366                                 pr_warn("IPI task-wakeup sent to offline CPU\n");
 367                                 break;
 368
 369                         default:
 370                                 pr_warn("IPI callback, unknown type %d, sent to offline CPU\n",
 371                                         CSD_TYPE(csd));
 372                                 break;
 373                         }
 374                 }
 375         }
 376
 377         /*
 378          * First; run all SYNC callbacks, people are waiting for us.
 379          */
 380         prev = NULL;
 381         llist_for_each_entry_safe(csd, csd_next, entry, node.llist) {
 382                 /* Do we wait until *after* callback? */
 383                 if (CSD_TYPE(csd) == CSD_TYPE_SYNC) {
 384                         smp_call_func_t func = csd->func;
 385                         void *info = csd->info;
 386
 387                         if (prev) {
 388                                 prev->next = &csd_next->node.llist;
 389                         } else {
 390                                 entry = &csd_next->node.llist;
 391                         }
 392
 393                         csd_lock_record(csd);
 394                         func(info);
 395                         csd_unlock(csd);
 396                         csd_lock_record(NULL);
 397                 } else {
 398                         prev = &csd->node.llist;
 399                 }
 400         }
 401
 402         if (!entry)
 403                 return;
 404
 405         /*
 406          * Second; run all !SYNC callbacks.
 407          */
 408         prev = NULL;
 409         llist_for_each_entry_safe(csd, csd_next, entry, node.llist) {
 410                 int type = CSD_TYPE(csd);
 411
 412                 if (type != CSD_TYPE_TTWU) {
 413                         if (prev) {
 414                                 prev->next = &csd_next->node.llist;
 415                         } else {
 416                                 entry = &csd_next->node.llist;
 417                         }
 418
 419                         if (type == CSD_TYPE_ASYNC) {
 420                                 smp_call_func_t func = csd->func;
 421                                 void *info = csd->info;
 422
 423                                 csd_lock_record(csd);
 424                                 csd_unlock(csd);
 425                                 func(info);
 426                                 csd_lock_record(NULL);
 427                         } else if (type == CSD_TYPE_IRQ_WORK) {
 428                                 irq_work_single(csd);
 429                         }
 430
 431                 } else {
 432                         prev = &csd->node.llist;
 433                 }
 434         }
 435
 436         /*
 437          * Third; only CSD_TYPE_TTWU is left, issue those.
 438          */
 439         if (entry)
 440                 sched_ttwu_pending(entry);
 441 }
 442
 443 void flush_smp_call_function_from_idle(void)
 444 {
 445         unsigned long flags;
 446
 447         if (llist_empty(this_cpu_ptr(&call_single_queue)))
 448                 return;
 449
 450         local_irq_save(flags);
 451         flush_smp_call_function_queue(true);
 452         local_irq_restore(flags);
 453 }
 454
 455 /*
 456  * smp_call_function_single - Run a function on a specific CPU
 457  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
 458  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
 459  * @wait: If true, wait until function has completed on other CPUs.
 460  *
 461  * Returns 0 on success, else a negative status code.
 462  */
 463 int smp_call_function_single(int cpu, smp_call_func_t func, void *info,
 464                              int wait)
 465 {
 466         call_single_data_t *csd;
 467         call_single_data_t csd_stack = {
 468                 .node = { .u_flags = CSD_FLAG_LOCK | CSD_TYPE_SYNC, },
 469         };
 470         int this_cpu;
 471         int err;
 472
 473         /*
 474          * prevent preemption and reschedule on another processor,
 475          * as well as CPU removal
 476          */
 477         this_cpu = get_cpu();
 478
 479         /*
 480          * Can deadlock when called with interrupts disabled.
 481          * We allow cpu's that are not yet online though, as no one else can
 482          * send smp call function interrupt to this cpu and as such deadlocks
 483          * can't happen.
 484          */
 485         WARN_ON_ONCE(cpu_online(this_cpu) && irqs_disabled()
 486                      && !oops_in_progress);
 487
 488         /*
 489          * When @wait we can deadlock when we interrupt between llist_add() and
 490          * arch_send_call_function_ipi*(); when !@wait we can deadlock due to
 491          * csd_lock() on because the interrupt context uses the same csd
 492          * storage.
 493          */
 494         WARN_ON_ONCE(!in_task());
 495
 496         csd = &csd_stack;
 497         if (!wait) {
 498                 csd = this_cpu_ptr(&csd_data);
 499                 csd_lock(csd);
 500         }
 501
 502         csd->func = func;
 503         csd->info = info;
 504 #ifdef CONFIG_CSD_LOCK_WAIT_DEBUG
 505         csd->node.src = smp_processor_id();
 506         csd->node.dst = cpu;
 507 #endif
 508
 509         err = generic_exec_single(cpu, csd);
 510
 511         if (wait)
 512                 csd_lock_wait(csd);
 513
 514         put_cpu();
 515
 516         return err;
 517 }
 518 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function_single);
 519
 520 /**
 521  * smp_call_function_single_async(): Run an asynchronous function on a
 522  *                               specific CPU.
 523  * @cpu: The CPU to run on.
 524  * @csd: Pre-allocated and setup data structure
 525  *
 526  * Like smp_call_function_single(), but the call is asynchonous and
 527  * can thus be done from contexts with disabled interrupts.
 528  *
 529  * The caller passes his own pre-allocated data structure
 530  * (ie: embedded in an object) and is responsible for synchronizing it
 531  * such that the IPIs performed on the @csd are strictly serialized.
 532  *
 533  * If the function is called with one csd which has not yet been
 534  * processed by previous call to smp_call_function_single_async(), the
 535  * function will return immediately with -EBUSY showing that the csd
 536  * object is still in progress.
 537  *
 538  * NOTE: Be careful, there is unfortunately no current debugging facility to
 539  * validate the correctness of this serialization.
 540  */
 541 int smp_call_function_single_async(int cpu, call_single_data_t *csd)
 542 {
 543         int err = 0;
 544
 545         preempt_disable();
 546
 547         if (csd->node.u_flags & CSD_FLAG_LOCK) {
 548                 err = -EBUSY;
 549                 goto out;
 550         }
 551
 552         csd->node.u_flags = CSD_FLAG_LOCK;
 553         smp_wmb();
 554
 555         err = generic_exec_single(cpu, csd);
 556
 557 out:
 558         preempt_enable();
 559
 560         return err;
 561 }
 562 EXPORT_SYMBOL_GPL(smp_call_function_single_async);
 563
 564 /*
 565  * smp_call_function_any - Run a function on any of the given cpus
 566  * @mask: The mask of cpus it can run on.
 567  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
 568  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
 569  * @wait: If true, wait until function has completed.
 570  *
 571  * Returns 0 on success, else a negative status code (if no cpus were online).
 572  *
 573  * Selection preference:
 574  *      1) current cpu if in @mask
 575  *      2) any cpu of current node if in @mask
 576  *      3) any other online cpu in @mask
 577  */
 578 int smp_call_function_any(const struct cpumask *mask,
 579                           smp_call_func_t func, void *info, int wait)
 580 {
 581         unsigned int cpu;
 582         const struct cpumask *nodemask;
 583         int ret;
 584
 585         /* Try for same CPU (cheapest) */
 586         cpu = get_cpu();
 587         if (cpumask_test_cpu(cpu, mask))
 588                 goto call;
 589
 590         /* Try for same node. */
 591         nodemask = cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
 592         for (cpu = cpumask_first_and(nodemask, mask); cpu < nr_cpu_ids;
 593              cpu = cpumask_next_and(cpu, nodemask, mask)) {
 594                 if (cpu_online(cpu))
 595                         goto call;
 596         }
 597
 598         /* Any online will do: smp_call_function_single handles nr_cpu_ids. */
 599         cpu = cpumask_any_and(mask, cpu_online_mask);
 600 call:
 601         ret = smp_call_function_single(cpu, func, info, wait);
 602         put_cpu();
 603         return ret;
 604 }
 605 EXPORT_SYMBOL_GPL(smp_call_function_any);
 606
 607 static void smp_call_function_many_cond(const struct cpumask *mask,
 608                                         smp_call_func_t func, void *info,
 609                                         bool wait, smp_cond_func_t cond_func)
 610 {
 611         struct call_function_data *cfd;
 612         int cpu, next_cpu, this_cpu = smp_processor_id();
 613
 614         /*
 615          * Can deadlock when called with interrupts disabled.
 616          * We allow cpu's that are not yet online though, as no one else can
 617          * send smp call function interrupt to this cpu and as such deadlocks
 618          * can't happen.
 619          */
 620         WARN_ON_ONCE(cpu_online(this_cpu) && irqs_disabled()
 621                      && !oops_in_progress && !early_boot_irqs_disabled);
 622
 623         /*
 624          * When @wait we can deadlock when we interrupt between llist_add() and
 625          * arch_send_call_function_ipi*(); when !@wait we can deadlock due to
 626          * csd_lock() on because the interrupt context uses the same csd
 627          * storage.
 628          */
 629         WARN_ON_ONCE(!in_task());
 630
 631         /* Try to fastpath.  So, what's a CPU they want? Ignoring this one. */
 632         cpu = cpumask_first_and(mask, cpu_online_mask);
 633         if (cpu == this_cpu)
 634                 cpu = cpumask_next_and(cpu, mask, cpu_online_mask);
 635
 636         /* No online cpus?  We're done. */
 637         if (cpu >= nr_cpu_ids)
 638                 return;
 639
 640         /* Do we have another CPU which isn't us? */
 641         next_cpu = cpumask_next_and(cpu, mask, cpu_online_mask);
 642         if (next_cpu == this_cpu)
 643                 next_cpu = cpumask_next_and(next_cpu, mask, cpu_online_mask);
 644
 645         /* Fastpath: do that cpu by itself. */
 646         if (next_cpu >= nr_cpu_ids) {
 647                 if (!cond_func || cond_func(cpu, info))
 648                         smp_call_function_single(cpu, func, info, wait);
 649                 return;
 650         }
 651
 652         cfd = this_cpu_ptr(&cfd_data);
 653
 654         cpumask_and(cfd->cpumask, mask, cpu_online_mask);
 655         __cpumask_clear_cpu(this_cpu, cfd->cpumask);
 656
 657         /* Some callers race with other cpus changing the passed mask */
 658         if (unlikely(!cpumask_weight(cfd->cpumask)))
 659                 return;
 660
 661         cpumask_clear(cfd->cpumask_ipi);
 662         for_each_cpu(cpu, cfd->cpumask) {
 663                 call_single_data_t *csd = per_cpu_ptr(cfd->csd, cpu);
 664
 665                 if (cond_func && !cond_func(cpu, info))
 666                         continue;
 667
 668                 csd_lock(csd);
 669                 if (wait)
 670                         csd->node.u_flags |= CSD_TYPE_SYNC;
 671                 csd->func = func;
 672                 csd->info = info;
 673 #ifdef CONFIG_CSD_LOCK_WAIT_DEBUG
 674                 csd->node.src = smp_processor_id();
 675                 csd->node.dst = cpu;
 676 #endif
 677                 if (llist_add(&csd->node.llist, &per_cpu(call_single_queue, cpu)))
 678                         __cpumask_set_cpu(cpu, cfd->cpumask_ipi);
 679         }
 680
 681         /* Send a message to all CPUs in the map */
 682         arch_send_call_function_ipi_mask(cfd->cpumask_ipi);
 683
 684         if (wait) {
 685                 for_each_cpu(cpu, cfd->cpumask) {
 686                         call_single_data_t *csd;
 687
 688                         csd = per_cpu_ptr(cfd->csd, cpu);
 689                         csd_lock_wait(csd);
 690                 }
 691         }
 692 }
 693
 694 /**
 695  * smp_call_function_many(): Run a function on a set of other CPUs.
 696  * @mask: The set of cpus to run on (only runs on online subset).
 697  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
 698  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
 699  * @wait: If true, wait (atomically) until function has completed
 700  *        on other CPUs.
 701  *
 702  * If @wait is true, then returns once @func has returned.
 703  *
 704  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
 705  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler. Preemption
 706  * must be disabled when calling this function.
 707  */
 708 void smp_call_function_many(const struct cpumask *mask,
 709                             smp_call_func_t func, void *info, bool wait)
 710 {
 711         smp_call_function_many_cond(mask, func, info, wait, NULL);
 712 }
 713 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function_many);
 714
 715 /**
 716  * smp_call_function(): Run a function on all other CPUs.
 717  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
 718  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
 719  * @wait: If true, wait (atomically) until function has completed
 720  *        on other CPUs.
 721  *
 722  * Returns 0.
 723  *
 724  * If @wait is true, then returns once @func has returned; otherwise
 725  * it returns just before the target cpu calls @func.
 726  *
 727  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
 728  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler.
 729  */
 730 void smp_call_function(smp_call_func_t func, void *info, int wait)
 731 {
 732         preempt_disable();
 733         smp_call_function_many(cpu_online_mask, func, info, wait);
 734         preempt_enable();
 735 }
 736 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function);
 737
 738 /* Setup configured maximum number of CPUs to activate */
 739 unsigned int setup_max_cpus = NR_CPUS;
 740 EXPORT_SYMBOL(setup_max_cpus);
 741
 742
 743 /*
 744  * Setup routine for controlling SMP activation
 745  *
 746  * Command-line option of "nosmp" or "maxcpus=0" will disable SMP
 747  * activation entirely (the MPS table probe still happens, though).
 748  *
 749  * Command-line option of "maxcpus=<NUM>", where <NUM> is an integer
 750  * greater than 0, limits the maximum number of CPUs activated in
 751  * SMP mode to <NUM>.
 752  */
 753
 754 void __weak arch_disable_smp_support(void) { }
 755
 756 static int __init nosmp(char *str)
 757 {
 758         setup_max_cpus = 0;
 759         arch_disable_smp_support();
 760
 761         return 0;
 762 }
 763
 764 early_param("nosmp", nosmp);
 765
 766 /* this is hard limit */
 767 static int __init nrcpus(char *str)
 768 {
 769         int nr_cpus;
 770
 771         if (get_option(&str, &nr_cpus) && nr_cpus > 0 && nr_cpus < nr_cpu_ids)
 772                 nr_cpu_ids = nr_cpus;
 773
 774         return 0;
 775 }
 776
 777 early_param("nr_cpus", nrcpus);
 778
 779 static int __init maxcpus(char *str)
 780 {
 781         get_option(&str, &setup_max_cpus);
 782         if (setup_max_cpus == 0)
 783                 arch_disable_smp_support();
 784
 785         return 0;
 786 }
 787
 788 early_param("maxcpus", maxcpus);
 789
 790 /* Setup number of possible processor ids */
 791 unsigned int nr_cpu_ids __read_mostly = NR_CPUS;
 792 EXPORT_SYMBOL(nr_cpu_ids);
 793
 794 /* An arch may set nr_cpu_ids earlier if needed, so this would be redundant */
 795 void __init setup_nr_cpu_ids(void)
 796 {
 797         nr_cpu_ids = find_last_bit(cpumask_bits(cpu_possible_mask),NR_CPUS) + 1;
 798 }
 799
 800 /* Called by boot processor to activate the rest. */
 801 void __init smp_init(void)
 802 {
 803         int num_nodes, num_cpus;
 804
 805         idle_threads_init();
 806         cpuhp_threads_init();
 807
 808         pr_info("Bringing up secondary CPUs ...\n");
 809
 810         bringup_nonboot_cpus(setup_max_cpus);
 811
 812         num_nodes = num_online_nodes();
 813         num_cpus  = num_online_cpus();
 814         pr_info("Brought up %d node%s, %d CPU%s\n",
 815                 num_nodes, (num_nodes > 1 ? "s" : ""),
 816                 num_cpus,  (num_cpus  > 1 ? "s" : ""));
 817
 818         /* Any cleanup work */
 819         smp_cpus_done(setup_max_cpus);
 820 }
 821
 822 /*
 823  * Call a function on all processors.  May be used during early boot while
 824  * early_boot_irqs_disabled is set.  Use local_irq_save/restore() instead
 825  * of local_irq_disable/enable().
 826  */
 827 void on_each_cpu(smp_call_func_t func, void *info, int wait)
 828 {
 829         unsigned long flags;
 830
 831         preempt_disable();
 832         smp_call_function(func, info, wait);
 833         local_irq_save(flags);
 834         func(info);
 835         local_irq_restore(flags);
 836         preempt_enable();
 837 }
 838 EXPORT_SYMBOL(on_each_cpu);
 839
 840 /**
 841  * on_each_cpu_mask(): Run a function on processors specified by
 842  * cpumask, which may include the local processor.
 843  * @mask: The set of cpus to run on (only runs on online subset).
 844  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
 845  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
 846  * @wait: If true, wait (atomically) until function has completed
 847  *        on other CPUs.
 848  *
 849  * If @wait is true, then returns once @func has returned.
 850  *
 851  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
 852  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler.  The
 853  * exception is that it may be used during early boot while
 854  * early_boot_irqs_disabled is set.
 855  */
 856 void on_each_cpu_mask(const struct cpumask *mask, smp_call_func_t func,
 857                         void *info, bool wait)
 858 {
 859         int cpu = get_cpu();
 860
 861         smp_call_function_many(mask, func, info, wait);
 862         if (cpumask_test_cpu(cpu, mask)) {
 863                 unsigned long flags;
 864                 local_irq_save(flags);
 865                 func(info);
 866                 local_irq_restore(flags);
 867         }
 868         put_cpu();
 869 }
 870 EXPORT_SYMBOL(on_each_cpu_mask);
 871
 872 /*
 873  * on_each_cpu_cond(): Call a function on each processor for which
 874  * the supplied function cond_func returns true, optionally waiting
 875  * for all the required CPUs to finish. This may include the local
 876  * processor.
 877  * @cond_func:  A callback function that is passed a cpu id and
 878  *              the info parameter. The function is called
 879  *              with preemption disabled. The function should
 880  *              return a blooean value indicating whether to IPI
 881  *              the specified CPU.
 882  * @func:       The function to run on all applicable CPUs.
 883  *              This must be fast and non-blocking.
 884  * @info:       An arbitrary pointer to pass to both functions.
 885  * @wait:       If true, wait (atomically) until function has
 886  *              completed on other CPUs.
 887  *
 888  * Preemption is disabled to protect against CPUs going offline but not online.
 889  * CPUs going online during the call will not be seen or sent an IPI.
 890  *
 891  * You must not call this function with disabled interrupts or
 892  * from a hardware interrupt handler or from a bottom half handler.
 893  */
 894 void on_each_cpu_cond_mask(smp_cond_func_t cond_func, smp_call_func_t func,
 895                            void *info, bool wait, const struct cpumask *mask)
 896 {
 897         int cpu = get_cpu();
 898
 899         smp_call_function_many_cond(mask, func, info, wait, cond_func);
 900         if (cpumask_test_cpu(cpu, mask) && cond_func(cpu, info)) {
 901                 unsigned long flags;
 902
 903                 local_irq_save(flags);
 904                 func(info);
 905                 local_irq_restore(flags);
 906         }
 907         put_cpu();
 908 }
 909 EXPORT_SYMBOL(on_each_cpu_cond_mask);
 910
 911 void on_each_cpu_cond(smp_cond_func_t cond_func, smp_call_func_t func,
 912                       void *info, bool wait)
 913 {
 914         on_each_cpu_cond_mask(cond_func, func, info, wait, cpu_online_mask);
 915 }
 916 EXPORT_SYMBOL(on_each_cpu_cond);
 917
 918 static void do_nothing(void *unused)
 919 {
 920 }
 921
 922 /**
 923  * kick_all_cpus_sync - Force all cpus out of idle
 924  *
 925  * Used to synchronize the update of pm_idle function pointer. It's
 926  * called after the pointer is updated and returns after the dummy
 927  * callback function has been executed on all cpus. The execution of
 928  * the function can only happen on the remote cpus after they have
 929  * left the idle function which had been called via pm_idle function
 930  * pointer. So it's guaranteed that nothing uses the previous pointer
 931  * anymore.
 932  */
 933 void kick_all_cpus_sync(void)
 934 {
 935         /* Make sure the change is visible before we kick the cpus */
 936         smp_mb();
 937         smp_call_function(do_nothing, NULL, 1);
 938 }
 939 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_all_cpus_sync);
 940
 941 /**
 942  * wake_up_all_idle_cpus - break all cpus out of idle
 943  * wake_up_all_idle_cpus try to break all cpus which is in idle state even
 944  * including idle polling cpus, for non-idle cpus, we will do nothing
 945  * for them.
 946  */
 947 void wake_up_all_idle_cpus(void)
 948 {
 949         int cpu;
 950
 951         preempt_disable();
 952         for_each_online_cpu(cpu) {
 953                 if (cpu == smp_processor_id())
 954                         continue;
 955
 956                 wake_up_if_idle(cpu);
 957         }
 958         preempt_enable();
 959 }
 960 EXPORT_SYMBOL_GPL(wake_up_all_idle_cpus);
 961
 962 /**
 963  * smp_call_on_cpu - Call a function on a specific cpu
 964  *
 965  * Used to call a function on a specific cpu and wait for it to return.
 966  * Optionally make sure the call is done on a specified physical cpu via vcpu
 967  * pinning in order to support virtualized environments.
 968  */
 969 struct smp_call_on_cpu_struct {
 970         struct work_struct      work;
 971         struct completion       done;
 972         int                     (*func)(void *);
 973         void                    *data;
 974         int                     ret;
 975         int                     cpu;
 976 };
 977
 978 static void smp_call_on_cpu_callback(struct work_struct *work)
 979 {
 980         struct smp_call_on_cpu_struct *sscs;
 981
 982         sscs = container_of(work, struct smp_call_on_cpu_struct, work);
 983         if (sscs->cpu >= 0)
 984                 hypervisor_pin_vcpu(sscs->cpu);
 985         sscs->ret = sscs->func(sscs->data);
 986         if (sscs->cpu >= 0)
 987                 hypervisor_pin_vcpu(-1);
 988
 989         complete(&sscs->done);
 990 }
 991
 992 int smp_call_on_cpu(unsigned int cpu, int (*func)(void *), void *par, bool phys)
 993 {
 994         struct smp_call_on_cpu_struct sscs = {
 995                 .done = COMPLETION_INITIALIZER_ONSTACK(sscs.done),
 996                 .func = func,
 997                 .data = par,
 998                 .cpu  = phys ? cpu : -1,
 999         };
1000
1001         INIT_WORK_ONSTACK(&sscs.work, smp_call_on_cpu_callback);
1002
1003         if (cpu >= nr_cpu_ids || !cpu_online(cpu))
1004                 return -ENXIO;
1005
1006         queue_work_on(cpu, system_wq, &sscs.work);
1007         wait_for_completion(&sscs.done);
1008
1009         return sscs.ret;
1010 }
1011 EXPORT_SYMBOL_GPL(smp_call_on_cpu);