Merge tag 'i2c-for-6.0-rc5' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/wsa...
[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                 if (!trigger_single_cpu_backtrace(cpu))
374                         dump_cpu_task(cpu);
375                 if (!cpu_cur_csd) {
376                         pr_alert("csd: Re-sending CSD lock (#%d) IPI from CPU#%02d to CPU#%02d\n", *bug_id, raw_smp_processor_id(), cpu);
377                         arch_send_call_function_single_ipi(cpu);
378                 }
379         }
380         dump_stack();
381         *ts1 = ts2;
382
383         return false;
384 }
385
386 /*
387  * csd_lock/csd_unlock used to serialize access to per-cpu csd resources
388  *
389  * For non-synchronous ipi calls the csd can still be in use by the
390  * previous function call. For multi-cpu calls its even more interesting
391  * as we'll have to ensure no other cpu is observing our csd.
392  */
393 static void __csd_lock_wait(struct __call_single_data *csd)
394 {
395         int bug_id = 0;
396         u64 ts0, ts1;
397
398         ts1 = ts0 = sched_clock();
399         for (;;) {
400                 if (csd_lock_wait_toolong(csd, ts0, &ts1, &bug_id))
401                         break;
402                 cpu_relax();
403         }
404         smp_acquire__after_ctrl_dep();
405 }
406
407 static __always_inline void csd_lock_wait(struct __call_single_data *csd)
408 {
409         if (static_branch_unlikely(&csdlock_debug_enabled)) {
410                 __csd_lock_wait(csd);
411                 return;
412         }
413
414         smp_cond_load_acquire(&csd->node.u_flags, !(VAL & CSD_FLAG_LOCK));
415 }
416
417 static void __smp_call_single_queue_debug(int cpu, struct llist_node *node)
418 {
419         unsigned int this_cpu = smp_processor_id();
420         struct cfd_seq_local *seq = this_cpu_ptr(&cfd_seq_local);
421         struct call_function_data *cfd = this_cpu_ptr(&cfd_data);
422         struct cfd_percpu *pcpu = per_cpu_ptr(cfd->pcpu, cpu);
423
424         cfd_seq_store(pcpu->seq_queue, this_cpu, cpu, CFD_SEQ_QUEUE);
425         if (llist_add(node, &per_cpu(call_single_queue, cpu))) {
426                 cfd_seq_store(pcpu->seq_ipi, this_cpu, cpu, CFD_SEQ_IPI);
427                 cfd_seq_store(seq->ping, this_cpu, cpu, CFD_SEQ_PING);
428                 send_call_function_single_ipi(cpu);
429                 cfd_seq_store(seq->pinged, this_cpu, cpu, CFD_SEQ_PINGED);
430         } else {
431                 cfd_seq_store(pcpu->seq_noipi, this_cpu, cpu, CFD_SEQ_NOIPI);
432         }
433 }
434 #else
435 #define cfd_seq_store(var, src, dst, type)
436
437 static void csd_lock_record(struct __call_single_data *csd)
438 {
439 }
440
441 static __always_inline void csd_lock_wait(struct __call_single_data *csd)
442 {
443         smp_cond_load_acquire(&csd->node.u_flags, !(VAL & CSD_FLAG_LOCK));
444 }
445 #endif
446
447 static __always_inline void csd_lock(struct __call_single_data *csd)
448 {
449         csd_lock_wait(csd);
450         csd->node.u_flags |= CSD_FLAG_LOCK;
451
452         /*
453          * prevent CPU from reordering the above assignment
454          * to ->flags with any subsequent assignments to other
455          * fields of the specified call_single_data_t structure:
456          */
457         smp_wmb();
458 }
459
460 static __always_inline void csd_unlock(struct __call_single_data *csd)
461 {
462         WARN_ON(!(csd->node.u_flags & CSD_FLAG_LOCK));
463
464         /*
465          * ensure we're all done before releasing data:
466          */
467         smp_store_release(&csd->node.u_flags, 0);
468 }
469
470 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(call_single_data_t, csd_data);
471
472 void __smp_call_single_queue(int cpu, struct llist_node *node)
473 {
474 #ifdef CONFIG_CSD_LOCK_WAIT_DEBUG
475         if (static_branch_unlikely(&csdlock_debug_extended)) {
476                 unsigned int type;
477
478                 type = CSD_TYPE(container_of(node, call_single_data_t,
479                                              node.llist));
480                 if (type == CSD_TYPE_SYNC || type == CSD_TYPE_ASYNC) {
481                         __smp_call_single_queue_debug(cpu, node);
482                         return;
483                 }
484         }
485 #endif
486
487         /*
488          * The list addition should be visible before sending the IPI
489          * handler locks the list to pull the entry off it because of
490          * normal cache coherency rules implied by spinlocks.
491          *
492          * If IPIs can go out of order to the cache coherency protocol
493          * in an architecture, sufficient synchronisation should be added
494          * to arch code to make it appear to obey cache coherency WRT
495          * locking and barrier primitives. Generic code isn't really
496          * equipped to do the right thing...
497          */
498         if (llist_add(node, &per_cpu(call_single_queue, cpu)))
499                 send_call_function_single_ipi(cpu);
500 }
501
502 /*
503  * Insert a previously allocated call_single_data_t element
504  * for execution on the given CPU. data must already have
505  * ->func, ->info, and ->flags set.
506  */
507 static int generic_exec_single(int cpu, struct __call_single_data *csd)
508 {
509         if (cpu == smp_processor_id()) {
510                 smp_call_func_t func = csd->func;
511                 void *info = csd->info;
512                 unsigned long flags;
513
514                 /*
515                  * We can unlock early even for the synchronous on-stack case,
516                  * since we're doing this from the same CPU..
517                  */
518                 csd_lock_record(csd);
519                 csd_unlock(csd);
520                 local_irq_save(flags);
521                 func(info);
522                 csd_lock_record(NULL);
523                 local_irq_restore(flags);
524                 return 0;
525         }
526
527         if ((unsigned)cpu >= nr_cpu_ids || !cpu_online(cpu)) {
528                 csd_unlock(csd);
529                 return -ENXIO;
530         }
531
532         __smp_call_single_queue(cpu, &csd->node.llist);
533
534         return 0;
535 }
536
537 /**
538  * generic_smp_call_function_single_interrupt - Execute SMP IPI callbacks
539  *
540  * Invoked by arch to handle an IPI for call function single.
541  * Must be called with interrupts disabled.
542  */
543 void generic_smp_call_function_single_interrupt(void)
544 {
545         cfd_seq_store(this_cpu_ptr(&cfd_seq_local)->gotipi, CFD_SEQ_NOCPU,
546                       smp_processor_id(), CFD_SEQ_GOTIPI);
547         __flush_smp_call_function_queue(true);
548 }
549
550 /**
551  * __flush_smp_call_function_queue - Flush pending smp-call-function callbacks
552  *
553  * @warn_cpu_offline: If set to 'true', warn if callbacks were queued on an
554  *                    offline CPU. Skip this check if set to 'false'.
555  *
556  * Flush any pending smp-call-function callbacks queued on this CPU. This is
557  * invoked by the generic IPI handler, as well as by a CPU about to go offline,
558  * to ensure that all pending IPI callbacks are run before it goes completely
559  * offline.
560  *
561  * Loop through the call_single_queue and run all the queued callbacks.
562  * Must be called with interrupts disabled.
563  */
564 static void __flush_smp_call_function_queue(bool warn_cpu_offline)
565 {
566         call_single_data_t *csd, *csd_next;
567         struct llist_node *entry, *prev;
568         struct llist_head *head;
569         static bool warned;
570
571         lockdep_assert_irqs_disabled();
572
573         head = this_cpu_ptr(&call_single_queue);
574         cfd_seq_store(this_cpu_ptr(&cfd_seq_local)->handle, CFD_SEQ_NOCPU,
575                       smp_processor_id(), CFD_SEQ_HANDLE);
576         entry = llist_del_all(head);
577         cfd_seq_store(this_cpu_ptr(&cfd_seq_local)->dequeue,
578                       /* Special meaning of source cpu: 0 == queue empty */
579                       entry ? CFD_SEQ_NOCPU : 0,
580                       smp_processor_id(), CFD_SEQ_DEQUEUE);
581         entry = llist_reverse_order(entry);
582
583         /* There shouldn't be any pending callbacks on an offline CPU. */
584         if (unlikely(warn_cpu_offline && !cpu_online(smp_processor_id()) &&
585                      !warned && entry != NULL)) {
586                 warned = true;
587                 WARN(1, "IPI on offline CPU %d\n", smp_processor_id());
588
589                 /*
590                  * We don't have to use the _safe() variant here
591                  * because we are not invoking the IPI handlers yet.
592                  */
593                 llist_for_each_entry(csd, entry, node.llist) {
594                         switch (CSD_TYPE(csd)) {
595                         case CSD_TYPE_ASYNC:
596                         case CSD_TYPE_SYNC:
597                         case CSD_TYPE_IRQ_WORK:
598                                 pr_warn("IPI callback %pS sent to offline CPU\n",
599                                         csd->func);
600                                 break;
601
602                         case CSD_TYPE_TTWU:
603                                 pr_warn("IPI task-wakeup sent to offline CPU\n");
604                                 break;
605
606                         default:
607                                 pr_warn("IPI callback, unknown type %d, sent to offline CPU\n",
608                                         CSD_TYPE(csd));
609                                 break;
610                         }
611                 }
612         }
613
614         /*
615          * First; run all SYNC callbacks, people are waiting for us.
616          */
617         prev = NULL;
618         llist_for_each_entry_safe(csd, csd_next, entry, node.llist) {
619                 /* Do we wait until *after* callback? */
620                 if (CSD_TYPE(csd) == CSD_TYPE_SYNC) {
621                         smp_call_func_t func = csd->func;
622                         void *info = csd->info;
623
624                         if (prev) {
625                                 prev->next = &csd_next->node.llist;
626                         } else {
627                                 entry = &csd_next->node.llist;
628                         }
629
630                         csd_lock_record(csd);
631                         func(info);
632                         csd_unlock(csd);
633                         csd_lock_record(NULL);
634                 } else {
635                         prev = &csd->node.llist;
636                 }
637         }
638
639         if (!entry) {
640                 cfd_seq_store(this_cpu_ptr(&cfd_seq_local)->hdlend,
641                               0, smp_processor_id(),
642                               CFD_SEQ_HDLEND);
643                 return;
644         }
645
646         /*
647          * Second; run all !SYNC callbacks.
648          */
649         prev = NULL;
650         llist_for_each_entry_safe(csd, csd_next, entry, node.llist) {
651                 int type = CSD_TYPE(csd);
652
653                 if (type != CSD_TYPE_TTWU) {
654                         if (prev) {
655                                 prev->next = &csd_next->node.llist;
656                         } else {
657                                 entry = &csd_next->node.llist;
658                         }
659
660                         if (type == CSD_TYPE_ASYNC) {
661                                 smp_call_func_t func = csd->func;
662                                 void *info = csd->info;
663
664                                 csd_lock_record(csd);
665                                 csd_unlock(csd);
666                                 func(info);
667                                 csd_lock_record(NULL);
668                         } else if (type == CSD_TYPE_IRQ_WORK) {
669                                 irq_work_single(csd);
670                         }
671
672                 } else {
673                         prev = &csd->node.llist;
674                 }
675         }
676
677         /*
678          * Third; only CSD_TYPE_TTWU is left, issue those.
679          */
680         if (entry)
681                 sched_ttwu_pending(entry);
682
683         cfd_seq_store(this_cpu_ptr(&cfd_seq_local)->hdlend, CFD_SEQ_NOCPU,
684                       smp_processor_id(), CFD_SEQ_HDLEND);
685 }
686
687
688 /**
689  * flush_smp_call_function_queue - Flush pending smp-call-function callbacks
690  *                                 from task context (idle, migration thread)
691  *
692  * When TIF_POLLING_NRFLAG is supported and a CPU is in idle and has it
693  * set, then remote CPUs can avoid sending IPIs and wake the idle CPU by
694  * setting TIF_NEED_RESCHED. The idle task on the woken up CPU has to
695  * handle queued SMP function calls before scheduling.
696  *
697  * The migration thread has to ensure that an eventually pending wakeup has
698  * been handled before it migrates a task.
699  */
700 void flush_smp_call_function_queue(void)
701 {
702         unsigned int was_pending;
703         unsigned long flags;
704
705         if (llist_empty(this_cpu_ptr(&call_single_queue)))
706                 return;
707
708         cfd_seq_store(this_cpu_ptr(&cfd_seq_local)->idle, CFD_SEQ_NOCPU,
709                       smp_processor_id(), CFD_SEQ_IDLE);
710         local_irq_save(flags);
711         /* Get the already pending soft interrupts for RT enabled kernels */
712         was_pending = local_softirq_pending();
713         __flush_smp_call_function_queue(true);
714         if (local_softirq_pending())
715                 do_softirq_post_smp_call_flush(was_pending);
716
717         local_irq_restore(flags);
718 }
719
720 /*
721  * smp_call_function_single - Run a function on a specific CPU
722  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
723  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
724  * @wait: If true, wait until function has completed on other CPUs.
725  *
726  * Returns 0 on success, else a negative status code.
727  */
728 int smp_call_function_single(int cpu, smp_call_func_t func, void *info,
729                              int wait)
730 {
731         call_single_data_t *csd;
732         call_single_data_t csd_stack = {
733                 .node = { .u_flags = CSD_FLAG_LOCK | CSD_TYPE_SYNC, },
734         };
735         int this_cpu;
736         int err;
737
738         /*
739          * prevent preemption and reschedule on another processor,
740          * as well as CPU removal
741          */
742         this_cpu = get_cpu();
743
744         /*
745          * Can deadlock when called with interrupts disabled.
746          * We allow cpu's that are not yet online though, as no one else can
747          * send smp call function interrupt to this cpu and as such deadlocks
748          * can't happen.
749          */
750         WARN_ON_ONCE(cpu_online(this_cpu) && irqs_disabled()
751                      && !oops_in_progress);
752
753         /*
754          * When @wait we can deadlock when we interrupt between llist_add() and
755          * arch_send_call_function_ipi*(); when !@wait we can deadlock due to
756          * csd_lock() on because the interrupt context uses the same csd
757          * storage.
758          */
759         WARN_ON_ONCE(!in_task());
760
761         csd = &csd_stack;
762         if (!wait) {
763                 csd = this_cpu_ptr(&csd_data);
764                 csd_lock(csd);
765         }
766
767         csd->func = func;
768         csd->info = info;
769 #ifdef CONFIG_CSD_LOCK_WAIT_DEBUG
770         csd->node.src = smp_processor_id();
771         csd->node.dst = cpu;
772 #endif
773
774         err = generic_exec_single(cpu, csd);
775
776         if (wait)
777                 csd_lock_wait(csd);
778
779         put_cpu();
780
781         return err;
782 }
783 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function_single);
784
785 /**
786  * smp_call_function_single_async() - Run an asynchronous function on a
787  *                               specific CPU.
788  * @cpu: The CPU to run on.
789  * @csd: Pre-allocated and setup data structure
790  *
791  * Like smp_call_function_single(), but the call is asynchonous and
792  * can thus be done from contexts with disabled interrupts.
793  *
794  * The caller passes his own pre-allocated data structure
795  * (ie: embedded in an object) and is responsible for synchronizing it
796  * such that the IPIs performed on the @csd are strictly serialized.
797  *
798  * If the function is called with one csd which has not yet been
799  * processed by previous call to smp_call_function_single_async(), the
800  * function will return immediately with -EBUSY showing that the csd
801  * object is still in progress.
802  *
803  * NOTE: Be careful, there is unfortunately no current debugging facility to
804  * validate the correctness of this serialization.
805  *
806  * Return: %0 on success or negative errno value on error
807  */
808 int smp_call_function_single_async(int cpu, struct __call_single_data *csd)
809 {
810         int err = 0;
811
812         preempt_disable();
813
814         if (csd->node.u_flags & CSD_FLAG_LOCK) {
815                 err = -EBUSY;
816                 goto out;
817         }
818
819         csd->node.u_flags = CSD_FLAG_LOCK;
820         smp_wmb();
821
822         err = generic_exec_single(cpu, csd);
823
824 out:
825         preempt_enable();
826
827         return err;
828 }
829 EXPORT_SYMBOL_GPL(smp_call_function_single_async);
830
831 /*
832  * smp_call_function_any - Run a function on any of the given cpus
833  * @mask: The mask of cpus it can run on.
834  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
835  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
836  * @wait: If true, wait until function has completed.
837  *
838  * Returns 0 on success, else a negative status code (if no cpus were online).
839  *
840  * Selection preference:
841  *      1) current cpu if in @mask
842  *      2) any cpu of current node if in @mask
843  *      3) any other online cpu in @mask
844  */
845 int smp_call_function_any(const struct cpumask *mask,
846                           smp_call_func_t func, void *info, int wait)
847 {
848         unsigned int cpu;
849         const struct cpumask *nodemask;
850         int ret;
851
852         /* Try for same CPU (cheapest) */
853         cpu = get_cpu();
854         if (cpumask_test_cpu(cpu, mask))
855                 goto call;
856
857         /* Try for same node. */
858         nodemask = cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
859         for (cpu = cpumask_first_and(nodemask, mask); cpu < nr_cpu_ids;
860              cpu = cpumask_next_and(cpu, nodemask, mask)) {
861                 if (cpu_online(cpu))
862                         goto call;
863         }
864
865         /* Any online will do: smp_call_function_single handles nr_cpu_ids. */
866         cpu = cpumask_any_and(mask, cpu_online_mask);
867 call:
868         ret = smp_call_function_single(cpu, func, info, wait);
869         put_cpu();
870         return ret;
871 }
872 EXPORT_SYMBOL_GPL(smp_call_function_any);
873
874 /*
875  * Flags to be used as scf_flags argument of smp_call_function_many_cond().
876  *
877  * %SCF_WAIT:           Wait until function execution is completed
878  * %SCF_RUN_LOCAL:      Run also locally if local cpu is set in cpumask
879  */
880 #define SCF_WAIT        (1U << 0)
881 #define SCF_RUN_LOCAL   (1U << 1)
882
883 static void smp_call_function_many_cond(const struct cpumask *mask,
884                                         smp_call_func_t func, void *info,
885                                         unsigned int scf_flags,
886                                         smp_cond_func_t cond_func)
887 {
888         int cpu, last_cpu, this_cpu = smp_processor_id();
889         struct call_function_data *cfd;
890         bool wait = scf_flags & SCF_WAIT;
891         bool run_remote = false;
892         bool run_local = false;
893         int nr_cpus = 0;
894
895         lockdep_assert_preemption_disabled();
896
897         /*
898          * Can deadlock when called with interrupts disabled.
899          * We allow cpu's that are not yet online though, as no one else can
900          * send smp call function interrupt to this cpu and as such deadlocks
901          * can't happen.
902          */
903         if (cpu_online(this_cpu) && !oops_in_progress &&
904             !early_boot_irqs_disabled)
905                 lockdep_assert_irqs_enabled();
906
907         /*
908          * When @wait we can deadlock when we interrupt between llist_add() and
909          * arch_send_call_function_ipi*(); when !@wait we can deadlock due to
910          * csd_lock() on because the interrupt context uses the same csd
911          * storage.
912          */
913         WARN_ON_ONCE(!in_task());
914
915         /* Check if we need local execution. */
916         if ((scf_flags & SCF_RUN_LOCAL) && cpumask_test_cpu(this_cpu, mask))
917                 run_local = true;
918
919         /* Check if we need remote execution, i.e., any CPU excluding this one. */
920         cpu = cpumask_first_and(mask, cpu_online_mask);
921         if (cpu == this_cpu)
922                 cpu = cpumask_next_and(cpu, mask, cpu_online_mask);
923         if (cpu < nr_cpu_ids)
924                 run_remote = true;
925
926         if (run_remote) {
927                 cfd = this_cpu_ptr(&cfd_data);
928                 cpumask_and(cfd->cpumask, mask, cpu_online_mask);
929                 __cpumask_clear_cpu(this_cpu, cfd->cpumask);
930
931                 cpumask_clear(cfd->cpumask_ipi);
932                 for_each_cpu(cpu, cfd->cpumask) {
933                         struct cfd_percpu *pcpu = per_cpu_ptr(cfd->pcpu, cpu);
934                         call_single_data_t *csd = &pcpu->csd;
935
936                         if (cond_func && !cond_func(cpu, info))
937                                 continue;
938
939                         csd_lock(csd);
940                         if (wait)
941                                 csd->node.u_flags |= CSD_TYPE_SYNC;
942                         csd->func = func;
943                         csd->info = info;
944 #ifdef CONFIG_CSD_LOCK_WAIT_DEBUG
945                         csd->node.src = smp_processor_id();
946                         csd->node.dst = cpu;
947 #endif
948                         cfd_seq_store(pcpu->seq_queue, this_cpu, cpu, CFD_SEQ_QUEUE);
949                         if (llist_add(&csd->node.llist, &per_cpu(call_single_queue, cpu))) {
950                                 __cpumask_set_cpu(cpu, cfd->cpumask_ipi);
951                                 nr_cpus++;
952                                 last_cpu = cpu;
953
954                                 cfd_seq_store(pcpu->seq_ipi, this_cpu, cpu, CFD_SEQ_IPI);
955                         } else {
956                                 cfd_seq_store(pcpu->seq_noipi, this_cpu, cpu, CFD_SEQ_NOIPI);
957                         }
958                 }
959
960                 cfd_seq_store(this_cpu_ptr(&cfd_seq_local)->ping, this_cpu, CFD_SEQ_NOCPU, CFD_SEQ_PING);
961
962                 /*
963                  * Choose the most efficient way to send an IPI. Note that the
964                  * number of CPUs might be zero due to concurrent changes to the
965                  * provided mask.
966                  */
967                 if (nr_cpus == 1)
968                         send_call_function_single_ipi(last_cpu);
969                 else if (likely(nr_cpus > 1))
970                         arch_send_call_function_ipi_mask(cfd->cpumask_ipi);
971
972                 cfd_seq_store(this_cpu_ptr(&cfd_seq_local)->pinged, this_cpu, CFD_SEQ_NOCPU, CFD_SEQ_PINGED);
973         }
974
975         if (run_local && (!cond_func || cond_func(this_cpu, info))) {
976                 unsigned long flags;
977
978                 local_irq_save(flags);
979                 func(info);
980                 local_irq_restore(flags);
981         }
982
983         if (run_remote && wait) {
984                 for_each_cpu(cpu, cfd->cpumask) {
985                         call_single_data_t *csd;
986
987                         csd = &per_cpu_ptr(cfd->pcpu, cpu)->csd;
988                         csd_lock_wait(csd);
989                 }
990         }
991 }
992
993 /**
994  * smp_call_function_many(): Run a function on a set of CPUs.
995  * @mask: The set of cpus to run on (only runs on online subset).
996  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
997  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
998  * @wait: Bitmask that controls the operation. If %SCF_WAIT is set, wait
999  *        (atomically) until function has completed on other CPUs. If
1000  *        %SCF_RUN_LOCAL is set, the function will also be run locally
1001  *        if the local CPU is set in the @cpumask.
1002  *
1003  * If @wait is true, then returns once @func has returned.
1004  *
1005  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
1006  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler. Preemption
1007  * must be disabled when calling this function.
1008  */
1009 void smp_call_function_many(const struct cpumask *mask,
1010                             smp_call_func_t func, void *info, bool wait)
1011 {
1012         smp_call_function_many_cond(mask, func, info, wait * SCF_WAIT, NULL);
1013 }
1014 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function_many);
1015
1016 /**
1017  * smp_call_function(): Run a function on all other CPUs.
1018  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
1019  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
1020  * @wait: If true, wait (atomically) until function has completed
1021  *        on other CPUs.
1022  *
1023  * Returns 0.
1024  *
1025  * If @wait is true, then returns once @func has returned; otherwise
1026  * it returns just before the target cpu calls @func.
1027  *
1028  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
1029  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler.
1030  */
1031 void smp_call_function(smp_call_func_t func, void *info, int wait)
1032 {
1033         preempt_disable();
1034         smp_call_function_many(cpu_online_mask, func, info, wait);
1035         preempt_enable();
1036 }
1037 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function);
1038
1039 /* Setup configured maximum number of CPUs to activate */
1040 unsigned int setup_max_cpus = NR_CPUS;
1041 EXPORT_SYMBOL(setup_max_cpus);
1042
1043
1044 /*
1045  * Setup routine for controlling SMP activation
1046  *
1047  * Command-line option of "nosmp" or "maxcpus=0" will disable SMP
1048  * activation entirely (the MPS table probe still happens, though).
1049  *
1050  * Command-line option of "maxcpus=<NUM>", where <NUM> is an integer
1051  * greater than 0, limits the maximum number of CPUs activated in
1052  * SMP mode to <NUM>.
1053  */
1054
1055 void __weak arch_disable_smp_support(void) { }
1056
1057 static int __init nosmp(char *str)
1058 {
1059         setup_max_cpus = 0;
1060         arch_disable_smp_support();
1061
1062         return 0;
1063 }
1064
1065 early_param("nosmp", nosmp);
1066
1067 /* this is hard limit */
1068 static int __init nrcpus(char *str)
1069 {
1070         int nr_cpus;
1071
1072         if (get_option(&str, &nr_cpus) && nr_cpus > 0 && nr_cpus < nr_cpu_ids)
1073                 nr_cpu_ids = nr_cpus;
1074
1075         return 0;
1076 }
1077
1078 early_param("nr_cpus", nrcpus);
1079
1080 static int __init maxcpus(char *str)
1081 {
1082         get_option(&str, &setup_max_cpus);
1083         if (setup_max_cpus == 0)
1084                 arch_disable_smp_support();
1085
1086         return 0;
1087 }
1088
1089 early_param("maxcpus", maxcpus);
1090
1091 /* Setup number of possible processor ids */
1092 unsigned int nr_cpu_ids __read_mostly = NR_CPUS;
1093 EXPORT_SYMBOL(nr_cpu_ids);
1094
1095 /* An arch may set nr_cpu_ids earlier if needed, so this would be redundant */
1096 void __init setup_nr_cpu_ids(void)
1097 {
1098         nr_cpu_ids = find_last_bit(cpumask_bits(cpu_possible_mask),NR_CPUS) + 1;
1099 }
1100
1101 /* Called by boot processor to activate the rest. */
1102 void __init smp_init(void)
1103 {
1104         int num_nodes, num_cpus;
1105
1106         idle_threads_init();
1107         cpuhp_threads_init();
1108
1109         pr_info("Bringing up secondary CPUs ...\n");
1110
1111         bringup_nonboot_cpus(setup_max_cpus);
1112
1113         num_nodes = num_online_nodes();
1114         num_cpus  = num_online_cpus();
1115         pr_info("Brought up %d node%s, %d CPU%s\n",
1116                 num_nodes, (num_nodes > 1 ? "s" : ""),
1117                 num_cpus,  (num_cpus  > 1 ? "s" : ""));
1118
1119         /* Any cleanup work */
1120         smp_cpus_done(setup_max_cpus);
1121 }
1122
1123 /*
1124  * on_each_cpu_cond(): Call a function on each processor for which
1125  * the supplied function cond_func returns true, optionally waiting
1126  * for all the required CPUs to finish. This may include the local
1127  * processor.
1128  * @cond_func:  A callback function that is passed a cpu id and
1129  *              the info parameter. The function is called
1130  *              with preemption disabled. The function should
1131  *              return a blooean value indicating whether to IPI
1132  *              the specified CPU.
1133  * @func:       The function to run on all applicable CPUs.
1134  *              This must be fast and non-blocking.
1135  * @info:       An arbitrary pointer to pass to both functions.
1136  * @wait:       If true, wait (atomically) until function has
1137  *              completed on other CPUs.
1138  *
1139  * Preemption is disabled to protect against CPUs going offline but not online.
1140  * CPUs going online during the call will not be seen or sent an IPI.
1141  *
1142  * You must not call this function with disabled interrupts or
1143  * from a hardware interrupt handler or from a bottom half handler.
1144  */
1145 void on_each_cpu_cond_mask(smp_cond_func_t cond_func, smp_call_func_t func,
1146                            void *info, bool wait, const struct cpumask *mask)
1147 {
1148         unsigned int scf_flags = SCF_RUN_LOCAL;
1149
1150         if (wait)
1151                 scf_flags |= SCF_WAIT;
1152
1153         preempt_disable();
1154         smp_call_function_many_cond(mask, func, info, scf_flags, cond_func);
1155         preempt_enable();
1156 }
1157 EXPORT_SYMBOL(on_each_cpu_cond_mask);
1158
1159 static void do_nothing(void *unused)
1160 {
1161 }
1162
1163 /**
1164  * kick_all_cpus_sync - Force all cpus out of idle
1165  *
1166  * Used to synchronize the update of pm_idle function pointer. It's
1167  * called after the pointer is updated and returns after the dummy
1168  * callback function has been executed on all cpus. The execution of
1169  * the function can only happen on the remote cpus after they have
1170  * left the idle function which had been called via pm_idle function
1171  * pointer. So it's guaranteed that nothing uses the previous pointer
1172  * anymore.
1173  */
1174 void kick_all_cpus_sync(void)
1175 {
1176         /* Make sure the change is visible before we kick the cpus */
1177         smp_mb();
1178         smp_call_function(do_nothing, NULL, 1);
1179 }
1180 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_all_cpus_sync);
1181
1182 /**
1183  * wake_up_all_idle_cpus - break all cpus out of idle
1184  * wake_up_all_idle_cpus try to break all cpus which is in idle state even
1185  * including idle polling cpus, for non-idle cpus, we will do nothing
1186  * for them.
1187  */
1188 void wake_up_all_idle_cpus(void)
1189 {
1190         int cpu;
1191
1192         for_each_possible_cpu(cpu) {
1193                 preempt_disable();
1194                 if (cpu != smp_processor_id() && cpu_online(cpu))
1195                         wake_up_if_idle(cpu);
1196                 preempt_enable();
1197         }
1198 }
1199 EXPORT_SYMBOL_GPL(wake_up_all_idle_cpus);
1200
1201 /**
1202  * struct smp_call_on_cpu_struct - Call a function on a specific CPU
1203  * @work: &work_struct
1204  * @done: &completion to signal
1205  * @func: function to call
1206  * @data: function's data argument
1207  * @ret: return value from @func
1208  * @cpu: target CPU (%-1 for any CPU)
1209  *
1210  * Used to call a function on a specific cpu and wait for it to return.
1211  * Optionally make sure the call is done on a specified physical cpu via vcpu
1212  * pinning in order to support virtualized environments.
1213  */
1214 struct smp_call_on_cpu_struct {
1215         struct work_struct      work;
1216         struct completion       done;
1217         int                     (*func)(void *);
1218         void                    *data;
1219         int                     ret;
1220         int                     cpu;
1221 };
1222
1223 static void smp_call_on_cpu_callback(struct work_struct *work)
1224 {
1225         struct smp_call_on_cpu_struct *sscs;
1226
1227         sscs = container_of(work, struct smp_call_on_cpu_struct, work);
1228         if (sscs->cpu >= 0)
1229                 hypervisor_pin_vcpu(sscs->cpu);
1230         sscs->ret = sscs->func(sscs->data);
1231         if (sscs->cpu >= 0)
1232                 hypervisor_pin_vcpu(-1);
1233
1234         complete(&sscs->done);
1235 }
1236
1237 int smp_call_on_cpu(unsigned int cpu, int (*func)(void *), void *par, bool phys)
1238 {
1239         struct smp_call_on_cpu_struct sscs = {
1240                 .done = COMPLETION_INITIALIZER_ONSTACK(sscs.done),
1241                 .func = func,
1242                 .data = par,
1243                 .cpu  = phys ? cpu : -1,
1244         };
1245
1246         INIT_WORK_ONSTACK(&sscs.work, smp_call_on_cpu_callback);
1247
1248         if (cpu >= nr_cpu_ids || !cpu_online(cpu))
1249                 return -ENXIO;
1250
1251         queue_work_on(cpu, system_wq, &sscs.work);
1252         wait_for_completion(&sscs.done);
1253
1254         return sscs.ret;
1255 }
1256 EXPORT_SYMBOL_GPL(smp_call_on_cpu);