pkt_sched: give visibility to mq slave qdiscs
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / kernel / smp.c
1 /*
2  * Generic helpers for smp ipi calls
3  *
4  * (C) Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com> 2008
5  */
6 #include <linux/rcupdate.h>
7 #include <linux/rculist.h>
8 #include <linux/kernel.h>
9 #include <linux/export.h>
10 #include <linux/percpu.h>
11 #include <linux/init.h>
12 #include <linux/gfp.h>
13 #include <linux/smp.h>
14 #include <linux/cpu.h>
15
16 #include "smpboot.h"
17
18 enum {
19         CSD_FLAG_LOCK           = 0x01,
20         CSD_FLAG_WAIT           = 0x02,
21 };
22
23 struct call_function_data {
24         struct call_single_data __percpu *csd;
25         cpumask_var_t           cpumask;
26         cpumask_var_t           cpumask_ipi;
27 };
28
29 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct call_function_data, cfd_data);
30
31 struct call_single_queue {
32         struct list_head        list;
33         raw_spinlock_t          lock;
34 };
35
36 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct call_single_queue, call_single_queue);
37
38 static int
39 hotplug_cfd(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
40 {
41         long cpu = (long)hcpu;
42         struct call_function_data *cfd = &per_cpu(cfd_data, cpu);
43
44         switch (action) {
45         case CPU_UP_PREPARE:
46         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
47                 if (!zalloc_cpumask_var_node(&cfd->cpumask, GFP_KERNEL,
48                                 cpu_to_node(cpu)))
49                         return notifier_from_errno(-ENOMEM);
50                 if (!zalloc_cpumask_var_node(&cfd->cpumask_ipi, GFP_KERNEL,
51                                 cpu_to_node(cpu))) {
52                         free_cpumask_var(cfd->cpumask);
53                         return notifier_from_errno(-ENOMEM);
54                 }
55                 cfd->csd = alloc_percpu(struct call_single_data);
56                 if (!cfd->csd) {
57                         free_cpumask_var(cfd->cpumask_ipi);
58                         free_cpumask_var(cfd->cpumask);
59                         return notifier_from_errno(-ENOMEM);
60                 }
61                 break;
62
63 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
64         case CPU_UP_CANCELED:
65         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
66
67         case CPU_DEAD:
68         case CPU_DEAD_FROZEN:
69                 free_cpumask_var(cfd->cpumask);
70                 free_cpumask_var(cfd->cpumask_ipi);
71                 free_percpu(cfd->csd);
72                 break;
73 #endif
74         };
75
76         return NOTIFY_OK;
77 }
78
79 static struct notifier_block hotplug_cfd_notifier = {
80         .notifier_call          = hotplug_cfd,
81 };
82
83 void __init call_function_init(void)
84 {
85         void *cpu = (void *)(long)smp_processor_id();
86         int i;
87
88         for_each_possible_cpu(i) {
89                 struct call_single_queue *q = &per_cpu(call_single_queue, i);
90
91                 raw_spin_lock_init(&q->lock);
92                 INIT_LIST_HEAD(&q->list);
93         }
94
95         hotplug_cfd(&hotplug_cfd_notifier, CPU_UP_PREPARE, cpu);
96         register_cpu_notifier(&hotplug_cfd_notifier);
97 }
98
99 /*
100  * csd_lock/csd_unlock used to serialize access to per-cpu csd resources
101  *
102  * For non-synchronous ipi calls the csd can still be in use by the
103  * previous function call. For multi-cpu calls its even more interesting
104  * as we'll have to ensure no other cpu is observing our csd.
105  */
106 static void csd_lock_wait(struct call_single_data *csd)
107 {
108         while (csd->flags & CSD_FLAG_LOCK)
109                 cpu_relax();
110 }
111
112 static void csd_lock(struct call_single_data *csd)
113 {
114         csd_lock_wait(csd);
115         csd->flags |= CSD_FLAG_LOCK;
116
117         /*
118          * prevent CPU from reordering the above assignment
119          * to ->flags with any subsequent assignments to other
120          * fields of the specified call_single_data structure:
121          */
122         smp_mb();
123 }
124
125 static void csd_unlock(struct call_single_data *csd)
126 {
127         WARN_ON((csd->flags & CSD_FLAG_WAIT) && !(csd->flags & CSD_FLAG_LOCK));
128
129         /*
130          * ensure we're all done before releasing data:
131          */
132         smp_mb();
133
134         csd->flags &= ~CSD_FLAG_LOCK;
135 }
136
137 /*
138  * Insert a previously allocated call_single_data element
139  * for execution on the given CPU. data must already have
140  * ->func, ->info, and ->flags set.
141  */
142 static void generic_exec_single(int cpu, struct call_single_data *csd, int wait)
143 {
144         struct call_single_queue *dst = &per_cpu(call_single_queue, cpu);
145         unsigned long flags;
146         int ipi;
147
148         if (wait)
149                 csd->flags |= CSD_FLAG_WAIT;
150
151         raw_spin_lock_irqsave(&dst->lock, flags);
152         ipi = list_empty(&dst->list);
153         list_add_tail(&csd->list, &dst->list);
154         raw_spin_unlock_irqrestore(&dst->lock, flags);
155
156         /*
157          * The list addition should be visible before sending the IPI
158          * handler locks the list to pull the entry off it because of
159          * normal cache coherency rules implied by spinlocks.
160          *
161          * If IPIs can go out of order to the cache coherency protocol
162          * in an architecture, sufficient synchronisation should be added
163          * to arch code to make it appear to obey cache coherency WRT
164          * locking and barrier primitives. Generic code isn't really
165          * equipped to do the right thing...
166          */
167         if (ipi)
168                 arch_send_call_function_single_ipi(cpu);
169
170         if (wait)
171                 csd_lock_wait(csd);
172 }
173
174 /*
175  * Invoked by arch to handle an IPI for call function single. Must be
176  * called from the arch with interrupts disabled.
177  */
178 void generic_smp_call_function_single_interrupt(void)
179 {
180         struct call_single_queue *q = &__get_cpu_var(call_single_queue);
181         LIST_HEAD(list);
182
183         /*
184          * Shouldn't receive this interrupt on a cpu that is not yet online.
185          */
186         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(smp_processor_id()));
187
188         raw_spin_lock(&q->lock);
189         list_replace_init(&q->list, &list);
190         raw_spin_unlock(&q->lock);
191
192         while (!list_empty(&list)) {
193                 struct call_single_data *csd;
194
195                 csd = list_entry(list.next, struct call_single_data, list);
196                 list_del(&csd->list);
197
198                 csd->func(csd->info);
199
200                 csd_unlock(csd);
201         }
202 }
203
204 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct call_single_data, csd_data);
205
206 /*
207  * smp_call_function_single - Run a function on a specific CPU
208  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
209  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
210  * @wait: If true, wait until function has completed on other CPUs.
211  *
212  * Returns 0 on success, else a negative status code.
213  */
214 int smp_call_function_single(int cpu, smp_call_func_t func, void *info,
215                              int wait)
216 {
217         struct call_single_data d = {
218                 .flags = 0,
219         };
220         unsigned long flags;
221         int this_cpu;
222         int err = 0;
223
224         /*
225          * prevent preemption and reschedule on another processor,
226          * as well as CPU removal
227          */
228         this_cpu = get_cpu();
229
230         /*
231          * Can deadlock when called with interrupts disabled.
232          * We allow cpu's that are not yet online though, as no one else can
233          * send smp call function interrupt to this cpu and as such deadlocks
234          * can't happen.
235          */
236         WARN_ON_ONCE(cpu_online(this_cpu) && irqs_disabled()
237                      && !oops_in_progress);
238
239         if (cpu == this_cpu) {
240                 local_irq_save(flags);
241                 func(info);
242                 local_irq_restore(flags);
243         } else {
244                 if ((unsigned)cpu < nr_cpu_ids && cpu_online(cpu)) {
245                         struct call_single_data *csd = &d;
246
247                         if (!wait)
248                                 csd = &__get_cpu_var(csd_data);
249
250                         csd_lock(csd);
251
252                         csd->func = func;
253                         csd->info = info;
254                         generic_exec_single(cpu, csd, wait);
255                 } else {
256                         err = -ENXIO;   /* CPU not online */
257                 }
258         }
259
260         put_cpu();
261
262         return err;
263 }
264 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function_single);
265
266 /*
267  * smp_call_function_any - Run a function on any of the given cpus
268  * @mask: The mask of cpus it can run on.
269  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
270  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
271  * @wait: If true, wait until function has completed.
272  *
273  * Returns 0 on success, else a negative status code (if no cpus were online).
274  *
275  * Selection preference:
276  *      1) current cpu if in @mask
277  *      2) any cpu of current node if in @mask
278  *      3) any other online cpu in @mask
279  */
280 int smp_call_function_any(const struct cpumask *mask,
281                           smp_call_func_t func, void *info, int wait)
282 {
283         unsigned int cpu;
284         const struct cpumask *nodemask;
285         int ret;
286
287         /* Try for same CPU (cheapest) */
288         cpu = get_cpu();
289         if (cpumask_test_cpu(cpu, mask))
290                 goto call;
291
292         /* Try for same node. */
293         nodemask = cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
294         for (cpu = cpumask_first_and(nodemask, mask); cpu < nr_cpu_ids;
295              cpu = cpumask_next_and(cpu, nodemask, mask)) {
296                 if (cpu_online(cpu))
297                         goto call;
298         }
299
300         /* Any online will do: smp_call_function_single handles nr_cpu_ids. */
301         cpu = cpumask_any_and(mask, cpu_online_mask);
302 call:
303         ret = smp_call_function_single(cpu, func, info, wait);
304         put_cpu();
305         return ret;
306 }
307 EXPORT_SYMBOL_GPL(smp_call_function_any);
308
309 /**
310  * __smp_call_function_single(): Run a function on a specific CPU
311  * @cpu: The CPU to run on.
312  * @data: Pre-allocated and setup data structure
313  * @wait: If true, wait until function has completed on specified CPU.
314  *
315  * Like smp_call_function_single(), but allow caller to pass in a
316  * pre-allocated data structure. Useful for embedding @data inside
317  * other structures, for instance.
318  */
319 void __smp_call_function_single(int cpu, struct call_single_data *csd,
320                                 int wait)
321 {
322         unsigned int this_cpu;
323         unsigned long flags;
324
325         this_cpu = get_cpu();
326         /*
327          * Can deadlock when called with interrupts disabled.
328          * We allow cpu's that are not yet online though, as no one else can
329          * send smp call function interrupt to this cpu and as such deadlocks
330          * can't happen.
331          */
332         WARN_ON_ONCE(cpu_online(smp_processor_id()) && wait && irqs_disabled()
333                      && !oops_in_progress);
334
335         if (cpu == this_cpu) {
336                 local_irq_save(flags);
337                 csd->func(csd->info);
338                 local_irq_restore(flags);
339         } else {
340                 csd_lock(csd);
341                 generic_exec_single(cpu, csd, wait);
342         }
343         put_cpu();
344 }
345 EXPORT_SYMBOL_GPL(__smp_call_function_single);
346
347 /**
348  * smp_call_function_many(): Run a function on a set of other CPUs.
349  * @mask: The set of cpus to run on (only runs on online subset).
350  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
351  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
352  * @wait: If true, wait (atomically) until function has completed
353  *        on other CPUs.
354  *
355  * If @wait is true, then returns once @func has returned.
356  *
357  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
358  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler. Preemption
359  * must be disabled when calling this function.
360  */
361 void smp_call_function_many(const struct cpumask *mask,
362                             smp_call_func_t func, void *info, bool wait)
363 {
364         struct call_function_data *cfd;
365         int cpu, next_cpu, this_cpu = smp_processor_id();
366
367         /*
368          * Can deadlock when called with interrupts disabled.
369          * We allow cpu's that are not yet online though, as no one else can
370          * send smp call function interrupt to this cpu and as such deadlocks
371          * can't happen.
372          */
373         WARN_ON_ONCE(cpu_online(this_cpu) && irqs_disabled()
374                      && !oops_in_progress && !early_boot_irqs_disabled);
375
376         /* Try to fastpath.  So, what's a CPU they want? Ignoring this one. */
377         cpu = cpumask_first_and(mask, cpu_online_mask);
378         if (cpu == this_cpu)
379                 cpu = cpumask_next_and(cpu, mask, cpu_online_mask);
380
381         /* No online cpus?  We're done. */
382         if (cpu >= nr_cpu_ids)
383                 return;
384
385         /* Do we have another CPU which isn't us? */
386         next_cpu = cpumask_next_and(cpu, mask, cpu_online_mask);
387         if (next_cpu == this_cpu)
388                 next_cpu = cpumask_next_and(next_cpu, mask, cpu_online_mask);
389
390         /* Fastpath: do that cpu by itself. */
391         if (next_cpu >= nr_cpu_ids) {
392                 smp_call_function_single(cpu, func, info, wait);
393                 return;
394         }
395
396         cfd = &__get_cpu_var(cfd_data);
397
398         cpumask_and(cfd->cpumask, mask, cpu_online_mask);
399         cpumask_clear_cpu(this_cpu, cfd->cpumask);
400
401         /* Some callers race with other cpus changing the passed mask */
402         if (unlikely(!cpumask_weight(cfd->cpumask)))
403                 return;
404
405         /*
406          * After we put an entry into the list, cfd->cpumask may be cleared
407          * again when another CPU sends another IPI for a SMP function call, so
408          * cfd->cpumask will be zero.
409          */
410         cpumask_copy(cfd->cpumask_ipi, cfd->cpumask);
411
412         for_each_cpu(cpu, cfd->cpumask) {
413                 struct call_single_data *csd = per_cpu_ptr(cfd->csd, cpu);
414                 struct call_single_queue *dst =
415                                         &per_cpu(call_single_queue, cpu);
416                 unsigned long flags;
417
418                 csd_lock(csd);
419                 csd->func = func;
420                 csd->info = info;
421
422                 raw_spin_lock_irqsave(&dst->lock, flags);
423                 list_add_tail(&csd->list, &dst->list);
424                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dst->lock, flags);
425         }
426
427         /* Send a message to all CPUs in the map */
428         arch_send_call_function_ipi_mask(cfd->cpumask_ipi);
429
430         if (wait) {
431                 for_each_cpu(cpu, cfd->cpumask) {
432                         struct call_single_data *csd;
433
434                         csd = per_cpu_ptr(cfd->csd, cpu);
435                         csd_lock_wait(csd);
436                 }
437         }
438 }
439 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function_many);
440
441 /**
442  * smp_call_function(): Run a function on all other CPUs.
443  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
444  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
445  * @wait: If true, wait (atomically) until function has completed
446  *        on other CPUs.
447  *
448  * Returns 0.
449  *
450  * If @wait is true, then returns once @func has returned; otherwise
451  * it returns just before the target cpu calls @func.
452  *
453  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
454  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler.
455  */
456 int smp_call_function(smp_call_func_t func, void *info, int wait)
457 {
458         preempt_disable();
459         smp_call_function_many(cpu_online_mask, func, info, wait);
460         preempt_enable();
461
462         return 0;
463 }
464 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function);
465
466 /* Setup configured maximum number of CPUs to activate */
467 unsigned int setup_max_cpus = NR_CPUS;
468 EXPORT_SYMBOL(setup_max_cpus);
469
470
471 /*
472  * Setup routine for controlling SMP activation
473  *
474  * Command-line option of "nosmp" or "maxcpus=0" will disable SMP
475  * activation entirely (the MPS table probe still happens, though).
476  *
477  * Command-line option of "maxcpus=<NUM>", where <NUM> is an integer
478  * greater than 0, limits the maximum number of CPUs activated in
479  * SMP mode to <NUM>.
480  */
481
482 void __weak arch_disable_smp_support(void) { }
483
484 static int __init nosmp(char *str)
485 {
486         setup_max_cpus = 0;
487         arch_disable_smp_support();
488
489         return 0;
490 }
491
492 early_param("nosmp", nosmp);
493
494 /* this is hard limit */
495 static int __init nrcpus(char *str)
496 {
497         int nr_cpus;
498
499         get_option(&str, &nr_cpus);
500         if (nr_cpus > 0 && nr_cpus < nr_cpu_ids)
501                 nr_cpu_ids = nr_cpus;
502
503         return 0;
504 }
505
506 early_param("nr_cpus", nrcpus);
507
508 static int __init maxcpus(char *str)
509 {
510         get_option(&str, &setup_max_cpus);
511         if (setup_max_cpus == 0)
512                 arch_disable_smp_support();
513
514         return 0;
515 }
516
517 early_param("maxcpus", maxcpus);
518
519 /* Setup number of possible processor ids */
520 int nr_cpu_ids __read_mostly = NR_CPUS;
521 EXPORT_SYMBOL(nr_cpu_ids);
522
523 /* An arch may set nr_cpu_ids earlier if needed, so this would be redundant */
524 void __init setup_nr_cpu_ids(void)
525 {
526         nr_cpu_ids = find_last_bit(cpumask_bits(cpu_possible_mask),NR_CPUS) + 1;
527 }
528
529 void __weak smp_announce(void)
530 {
531         printk(KERN_INFO "Brought up %d CPUs\n", num_online_cpus());
532 }
533
534 /* Called by boot processor to activate the rest. */
535 void __init smp_init(void)
536 {
537         unsigned int cpu;
538
539         idle_threads_init();
540
541         /* FIXME: This should be done in userspace --RR */
542         for_each_present_cpu(cpu) {
543                 if (num_online_cpus() >= setup_max_cpus)
544                         break;
545                 if (!cpu_online(cpu))
546                         cpu_up(cpu);
547         }
548
549         /* Any cleanup work */
550         smp_announce();
551         smp_cpus_done(setup_max_cpus);
552 }
553
554 /*
555  * Call a function on all processors.  May be used during early boot while
556  * early_boot_irqs_disabled is set.  Use local_irq_save/restore() instead
557  * of local_irq_disable/enable().
558  */
559 int on_each_cpu(void (*func) (void *info), void *info, int wait)
560 {
561         unsigned long flags;
562         int ret = 0;
563
564         preempt_disable();
565         ret = smp_call_function(func, info, wait);
566         local_irq_save(flags);
567         func(info);
568         local_irq_restore(flags);
569         preempt_enable();
570         return ret;
571 }
572 EXPORT_SYMBOL(on_each_cpu);
573
574 /**
575  * on_each_cpu_mask(): Run a function on processors specified by
576  * cpumask, which may include the local processor.
577  * @mask: The set of cpus to run on (only runs on online subset).
578  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
579  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
580  * @wait: If true, wait (atomically) until function has completed
581  *        on other CPUs.
582  *
583  * If @wait is true, then returns once @func has returned.
584  *
585  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
586  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler.  The
587  * exception is that it may be used during early boot while
588  * early_boot_irqs_disabled is set.
589  */
590 void on_each_cpu_mask(const struct cpumask *mask, smp_call_func_t func,
591                         void *info, bool wait)
592 {
593         int cpu = get_cpu();
594
595         smp_call_function_many(mask, func, info, wait);
596         if (cpumask_test_cpu(cpu, mask)) {
597                 unsigned long flags;
598                 local_irq_save(flags);
599                 func(info);
600                 local_irq_restore(flags);
601         }
602         put_cpu();
603 }
604 EXPORT_SYMBOL(on_each_cpu_mask);
605
606 /*
607  * on_each_cpu_cond(): Call a function on each processor for which
608  * the supplied function cond_func returns true, optionally waiting
609  * for all the required CPUs to finish. This may include the local
610  * processor.
611  * @cond_func:  A callback function that is passed a cpu id and
612  *              the the info parameter. The function is called
613  *              with preemption disabled. The function should
614  *              return a blooean value indicating whether to IPI
615  *              the specified CPU.
616  * @func:       The function to run on all applicable CPUs.
617  *              This must be fast and non-blocking.
618  * @info:       An arbitrary pointer to pass to both functions.
619  * @wait:       If true, wait (atomically) until function has
620  *              completed on other CPUs.
621  * @gfp_flags:  GFP flags to use when allocating the cpumask
622  *              used internally by the function.
623  *
624  * The function might sleep if the GFP flags indicates a non
625  * atomic allocation is allowed.
626  *
627  * Preemption is disabled to protect against CPUs going offline but not online.
628  * CPUs going online during the call will not be seen or sent an IPI.
629  *
630  * You must not call this function with disabled interrupts or
631  * from a hardware interrupt handler or from a bottom half handler.
632  */
633 void on_each_cpu_cond(bool (*cond_func)(int cpu, void *info),
634                         smp_call_func_t func, void *info, bool wait,
635                         gfp_t gfp_flags)
636 {
637         cpumask_var_t cpus;
638         int cpu, ret;
639
640         might_sleep_if(gfp_flags & __GFP_WAIT);
641
642         if (likely(zalloc_cpumask_var(&cpus, (gfp_flags|__GFP_NOWARN)))) {
643                 preempt_disable();
644                 for_each_online_cpu(cpu)
645                         if (cond_func(cpu, info))
646                                 cpumask_set_cpu(cpu, cpus);
647                 on_each_cpu_mask(cpus, func, info, wait);
648                 preempt_enable();
649                 free_cpumask_var(cpus);
650         } else {
651                 /*
652                  * No free cpumask, bother. No matter, we'll
653                  * just have to IPI them one by one.
654                  */
655                 preempt_disable();
656                 for_each_online_cpu(cpu)
657                         if (cond_func(cpu, info)) {
658                                 ret = smp_call_function_single(cpu, func,
659                                                                 info, wait);
660                                 WARN_ON_ONCE(!ret);
661                         }
662                 preempt_enable();
663         }
664 }
665 EXPORT_SYMBOL(on_each_cpu_cond);
666
667 static void do_nothing(void *unused)
668 {
669 }
670
671 /**
672  * kick_all_cpus_sync - Force all cpus out of idle
673  *
674  * Used to synchronize the update of pm_idle function pointer. It's
675  * called after the pointer is updated and returns after the dummy
676  * callback function has been executed on all cpus. The execution of
677  * the function can only happen on the remote cpus after they have
678  * left the idle function which had been called via pm_idle function
679  * pointer. So it's guaranteed that nothing uses the previous pointer
680  * anymore.
681  */
682 void kick_all_cpus_sync(void)
683 {
684         /* Make sure the change is visible before we kick the cpus */
685         smp_mb();
686         smp_call_function(do_nothing, NULL, 1);
687 }
688 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_all_cpus_sync);