Merge tag 'char-misc-5.16-rc1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/gregk...
[platform/kernel/linux-rpi.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 0;
178 }
179 early_param("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 #define CSD_LOCK_TIMEOUT (5ULL * NSEC_PER_SEC)
187 static atomic_t csd_bug_count = ATOMIC_INIT(0);
188 static u64 cfd_seq;
189
190 #define CFD_SEQ(s, d, t, c)     \
191         (union cfd_seq_cnt){ .u.src = s, .u.dst = d, .u.type = t, .u.cnt = c }
192
193 static u64 cfd_seq_inc(unsigned int src, unsigned int dst, unsigned int type)
194 {
195         union cfd_seq_cnt new, old;
196
197         new = CFD_SEQ(src, dst, type, 0);
198
199         do {
200                 old.val = READ_ONCE(cfd_seq);
201                 new.u.cnt = old.u.cnt + 1;
202         } while (cmpxchg(&cfd_seq, old.val, new.val) != old.val);
203
204         return old.val;
205 }
206
207 #define cfd_seq_store(var, src, dst, type)                              \
208         do {                                                            \
209                 if (static_branch_unlikely(&csdlock_debug_extended))    \
210                         var = cfd_seq_inc(src, dst, type);              \
211         } while (0)
212
213 /* Record current CSD work for current CPU, NULL to erase. */
214 static void __csd_lock_record(struct __call_single_data *csd)
215 {
216         if (!csd) {
217                 smp_mb(); /* NULL cur_csd after unlock. */
218                 __this_cpu_write(cur_csd, NULL);
219                 return;
220         }
221         __this_cpu_write(cur_csd_func, csd->func);
222         __this_cpu_write(cur_csd_info, csd->info);
223         smp_wmb(); /* func and info before csd. */
224         __this_cpu_write(cur_csd, csd);
225         smp_mb(); /* Update cur_csd before function call. */
226                   /* Or before unlock, as the case may be. */
227 }
228
229 static __always_inline void csd_lock_record(struct __call_single_data *csd)
230 {
231         if (static_branch_unlikely(&csdlock_debug_enabled))
232                 __csd_lock_record(csd);
233 }
234
235 static int csd_lock_wait_getcpu(struct __call_single_data *csd)
236 {
237         unsigned int csd_type;
238
239         csd_type = CSD_TYPE(csd);
240         if (csd_type == CSD_TYPE_ASYNC || csd_type == CSD_TYPE_SYNC)
241                 return csd->node.dst; /* Other CSD_TYPE_ values might not have ->dst. */
242         return -1;
243 }
244
245 static void cfd_seq_data_add(u64 val, unsigned int src, unsigned int dst,
246                              unsigned int type, union cfd_seq_cnt *data,
247                              unsigned int *n_data, unsigned int now)
248 {
249         union cfd_seq_cnt new[2];
250         unsigned int i, j, k;
251
252         new[0].val = val;
253         new[1] = CFD_SEQ(src, dst, type, new[0].u.cnt + 1);
254
255         for (i = 0; i < 2; i++) {
256                 if (new[i].u.cnt <= now)
257                         new[i].u.cnt |= 0x80000000U;
258                 for (j = 0; j < *n_data; j++) {
259                         if (new[i].u.cnt == data[j].u.cnt) {
260                                 /* Direct read value trumps generated one. */
261                                 if (i == 0)
262                                         data[j].val = new[i].val;
263                                 break;
264                         }
265                         if (new[i].u.cnt < data[j].u.cnt) {
266                                 for (k = *n_data; k > j; k--)
267                                         data[k].val = data[k - 1].val;
268                                 data[j].val = new[i].val;
269                                 (*n_data)++;
270                                 break;
271                         }
272                 }
273                 if (j == *n_data) {
274                         data[j].val = new[i].val;
275                         (*n_data)++;
276                 }
277         }
278 }
279
280 static const char *csd_lock_get_type(unsigned int type)
281 {
282         return (type >= ARRAY_SIZE(seq_type)) ? "?" : seq_type[type];
283 }
284
285 static void csd_lock_print_extended(struct __call_single_data *csd, int cpu)
286 {
287         struct cfd_seq_local *seq = &per_cpu(cfd_seq_local, cpu);
288         unsigned int srccpu = csd->node.src;
289         struct call_function_data *cfd = per_cpu_ptr(&cfd_data, srccpu);
290         struct cfd_percpu *pcpu = per_cpu_ptr(cfd->pcpu, cpu);
291         unsigned int now;
292         union cfd_seq_cnt data[2 * ARRAY_SIZE(seq_type)];
293         unsigned int n_data = 0, i;
294
295         data[0].val = READ_ONCE(cfd_seq);
296         now = data[0].u.cnt;
297
298         cfd_seq_data_add(pcpu->seq_queue,                       srccpu, cpu,           CFD_SEQ_QUEUE,  data, &n_data, now);
299         cfd_seq_data_add(pcpu->seq_ipi,                         srccpu, cpu,           CFD_SEQ_IPI,    data, &n_data, now);
300         cfd_seq_data_add(pcpu->seq_noipi,                       srccpu, cpu,           CFD_SEQ_NOIPI,  data, &n_data, now);
301
302         cfd_seq_data_add(per_cpu(cfd_seq_local.ping, srccpu),   srccpu, CFD_SEQ_NOCPU, CFD_SEQ_PING,   data, &n_data, now);
303         cfd_seq_data_add(per_cpu(cfd_seq_local.pinged, srccpu), srccpu, CFD_SEQ_NOCPU, CFD_SEQ_PINGED, data, &n_data, now);
304
305         cfd_seq_data_add(seq->idle,    CFD_SEQ_NOCPU, cpu, CFD_SEQ_IDLE,    data, &n_data, now);
306         cfd_seq_data_add(seq->gotipi,  CFD_SEQ_NOCPU, cpu, CFD_SEQ_GOTIPI,  data, &n_data, now);
307         cfd_seq_data_add(seq->handle,  CFD_SEQ_NOCPU, cpu, CFD_SEQ_HANDLE,  data, &n_data, now);
308         cfd_seq_data_add(seq->dequeue, CFD_SEQ_NOCPU, cpu, CFD_SEQ_DEQUEUE, data, &n_data, now);
309         cfd_seq_data_add(seq->hdlend,  CFD_SEQ_NOCPU, cpu, CFD_SEQ_HDLEND,  data, &n_data, now);
310
311         for (i = 0; i < n_data; i++) {
312                 pr_alert("\tcsd: cnt(%07x): %04x->%04x %s\n",
313                          data[i].u.cnt & ~0x80000000U, data[i].u.src,
314                          data[i].u.dst, csd_lock_get_type(data[i].u.type));
315         }
316         pr_alert("\tcsd: cnt now: %07x\n", now);
317 }
318
319 /*
320  * Complain if too much time spent waiting.  Note that only
321  * the CSD_TYPE_SYNC/ASYNC types provide the destination CPU,
322  * so waiting on other types gets much less information.
323  */
324 static bool csd_lock_wait_toolong(struct __call_single_data *csd, u64 ts0, u64 *ts1, int *bug_id)
325 {
326         int cpu = -1;
327         int cpux;
328         bool firsttime;
329         u64 ts2, ts_delta;
330         call_single_data_t *cpu_cur_csd;
331         unsigned int flags = READ_ONCE(csd->node.u_flags);
332
333         if (!(flags & CSD_FLAG_LOCK)) {
334                 if (!unlikely(*bug_id))
335                         return true;
336                 cpu = csd_lock_wait_getcpu(csd);
337                 pr_alert("csd: CSD lock (#%d) got unstuck on CPU#%02d, CPU#%02d released the lock.\n",
338                          *bug_id, raw_smp_processor_id(), cpu);
339                 return true;
340         }
341
342         ts2 = sched_clock();
343         ts_delta = ts2 - *ts1;
344         if (likely(ts_delta <= CSD_LOCK_TIMEOUT))
345                 return false;
346
347         firsttime = !*bug_id;
348         if (firsttime)
349                 *bug_id = atomic_inc_return(&csd_bug_count);
350         cpu = csd_lock_wait_getcpu(csd);
351         if (WARN_ONCE(cpu < 0 || cpu >= nr_cpu_ids, "%s: cpu = %d\n", __func__, cpu))
352                 cpux = 0;
353         else
354                 cpux = cpu;
355         cpu_cur_csd = smp_load_acquire(&per_cpu(cur_csd, cpux)); /* Before func and info. */
356         pr_alert("csd: %s non-responsive CSD lock (#%d) on CPU#%d, waiting %llu ns for CPU#%02d %pS(%ps).\n",
357                  firsttime ? "Detected" : "Continued", *bug_id, raw_smp_processor_id(), ts2 - ts0,
358                  cpu, csd->func, csd->info);
359         if (cpu_cur_csd && csd != cpu_cur_csd) {
360                 pr_alert("\tcsd: CSD lock (#%d) handling prior %pS(%ps) request.\n",
361                          *bug_id, READ_ONCE(per_cpu(cur_csd_func, cpux)),
362                          READ_ONCE(per_cpu(cur_csd_info, cpux)));
363         } else {
364                 pr_alert("\tcsd: CSD lock (#%d) %s.\n",
365                          *bug_id, !cpu_cur_csd ? "unresponsive" : "handling this request");
366         }
367         if (cpu >= 0) {
368                 if (static_branch_unlikely(&csdlock_debug_extended))
369                         csd_lock_print_extended(csd, cpu);
370                 if (!trigger_single_cpu_backtrace(cpu))
371                         dump_cpu_task(cpu);
372                 if (!cpu_cur_csd) {
373                         pr_alert("csd: Re-sending CSD lock (#%d) IPI from CPU#%02d to CPU#%02d\n", *bug_id, raw_smp_processor_id(), cpu);
374                         arch_send_call_function_single_ipi(cpu);
375                 }
376         }
377         dump_stack();
378         *ts1 = ts2;
379
380         return false;
381 }
382
383 /*
384  * csd_lock/csd_unlock used to serialize access to per-cpu csd resources
385  *
386  * For non-synchronous ipi calls the csd can still be in use by the
387  * previous function call. For multi-cpu calls its even more interesting
388  * as we'll have to ensure no other cpu is observing our csd.
389  */
390 static void __csd_lock_wait(struct __call_single_data *csd)
391 {
392         int bug_id = 0;
393         u64 ts0, ts1;
394
395         ts1 = ts0 = sched_clock();
396         for (;;) {
397                 if (csd_lock_wait_toolong(csd, ts0, &ts1, &bug_id))
398                         break;
399                 cpu_relax();
400         }
401         smp_acquire__after_ctrl_dep();
402 }
403
404 static __always_inline void csd_lock_wait(struct __call_single_data *csd)
405 {
406         if (static_branch_unlikely(&csdlock_debug_enabled)) {
407                 __csd_lock_wait(csd);
408                 return;
409         }
410
411         smp_cond_load_acquire(&csd->node.u_flags, !(VAL & CSD_FLAG_LOCK));
412 }
413
414 static void __smp_call_single_queue_debug(int cpu, struct llist_node *node)
415 {
416         unsigned int this_cpu = smp_processor_id();
417         struct cfd_seq_local *seq = this_cpu_ptr(&cfd_seq_local);
418         struct call_function_data *cfd = this_cpu_ptr(&cfd_data);
419         struct cfd_percpu *pcpu = per_cpu_ptr(cfd->pcpu, cpu);
420
421         cfd_seq_store(pcpu->seq_queue, this_cpu, cpu, CFD_SEQ_QUEUE);
422         if (llist_add(node, &per_cpu(call_single_queue, cpu))) {
423                 cfd_seq_store(pcpu->seq_ipi, this_cpu, cpu, CFD_SEQ_IPI);
424                 cfd_seq_store(seq->ping, this_cpu, cpu, CFD_SEQ_PING);
425                 send_call_function_single_ipi(cpu);
426                 cfd_seq_store(seq->pinged, this_cpu, cpu, CFD_SEQ_PINGED);
427         } else {
428                 cfd_seq_store(pcpu->seq_noipi, this_cpu, cpu, CFD_SEQ_NOIPI);
429         }
430 }
431 #else
432 #define cfd_seq_store(var, src, dst, type)
433
434 static void csd_lock_record(struct __call_single_data *csd)
435 {
436 }
437
438 static __always_inline void csd_lock_wait(struct __call_single_data *csd)
439 {
440         smp_cond_load_acquire(&csd->node.u_flags, !(VAL & CSD_FLAG_LOCK));
441 }
442 #endif
443
444 static __always_inline void csd_lock(struct __call_single_data *csd)
445 {
446         csd_lock_wait(csd);
447         csd->node.u_flags |= CSD_FLAG_LOCK;
448
449         /*
450          * prevent CPU from reordering the above assignment
451          * to ->flags with any subsequent assignments to other
452          * fields of the specified call_single_data_t structure:
453          */
454         smp_wmb();
455 }
456
457 static __always_inline void csd_unlock(struct __call_single_data *csd)
458 {
459         WARN_ON(!(csd->node.u_flags & CSD_FLAG_LOCK));
460
461         /*
462          * ensure we're all done before releasing data:
463          */
464         smp_store_release(&csd->node.u_flags, 0);
465 }
466
467 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(call_single_data_t, csd_data);
468
469 void __smp_call_single_queue(int cpu, struct llist_node *node)
470 {
471 #ifdef CONFIG_CSD_LOCK_WAIT_DEBUG
472         if (static_branch_unlikely(&csdlock_debug_extended)) {
473                 unsigned int type;
474
475                 type = CSD_TYPE(container_of(node, call_single_data_t,
476                                              node.llist));
477                 if (type == CSD_TYPE_SYNC || type == CSD_TYPE_ASYNC) {
478                         __smp_call_single_queue_debug(cpu, node);
479                         return;
480                 }
481         }
482 #endif
483
484         /*
485          * The list addition should be visible before sending the IPI
486          * handler locks the list to pull the entry off it because of
487          * normal cache coherency rules implied by spinlocks.
488          *
489          * If IPIs can go out of order to the cache coherency protocol
490          * in an architecture, sufficient synchronisation should be added
491          * to arch code to make it appear to obey cache coherency WRT
492          * locking and barrier primitives. Generic code isn't really
493          * equipped to do the right thing...
494          */
495         if (llist_add(node, &per_cpu(call_single_queue, cpu)))
496                 send_call_function_single_ipi(cpu);
497 }
498
499 /*
500  * Insert a previously allocated call_single_data_t element
501  * for execution on the given CPU. data must already have
502  * ->func, ->info, and ->flags set.
503  */
504 static int generic_exec_single(int cpu, struct __call_single_data *csd)
505 {
506         if (cpu == smp_processor_id()) {
507                 smp_call_func_t func = csd->func;
508                 void *info = csd->info;
509                 unsigned long flags;
510
511                 /*
512                  * We can unlock early even for the synchronous on-stack case,
513                  * since we're doing this from the same CPU..
514                  */
515                 csd_lock_record(csd);
516                 csd_unlock(csd);
517                 local_irq_save(flags);
518                 func(info);
519                 csd_lock_record(NULL);
520                 local_irq_restore(flags);
521                 return 0;
522         }
523
524         if ((unsigned)cpu >= nr_cpu_ids || !cpu_online(cpu)) {
525                 csd_unlock(csd);
526                 return -ENXIO;
527         }
528
529         __smp_call_single_queue(cpu, &csd->node.llist);
530
531         return 0;
532 }
533
534 /**
535  * generic_smp_call_function_single_interrupt - Execute SMP IPI callbacks
536  *
537  * Invoked by arch to handle an IPI for call function single.
538  * Must be called with interrupts disabled.
539  */
540 void generic_smp_call_function_single_interrupt(void)
541 {
542         cfd_seq_store(this_cpu_ptr(&cfd_seq_local)->gotipi, CFD_SEQ_NOCPU,
543                       smp_processor_id(), CFD_SEQ_GOTIPI);
544         flush_smp_call_function_queue(true);
545 }
546
547 /**
548  * flush_smp_call_function_queue - Flush pending smp-call-function callbacks
549  *
550  * @warn_cpu_offline: If set to 'true', warn if callbacks were queued on an
551  *                    offline CPU. Skip this check if set to 'false'.
552  *
553  * Flush any pending smp-call-function callbacks queued on this CPU. This is
554  * invoked by the generic IPI handler, as well as by a CPU about to go offline,
555  * to ensure that all pending IPI callbacks are run before it goes completely
556  * offline.
557  *
558  * Loop through the call_single_queue and run all the queued callbacks.
559  * Must be called with interrupts disabled.
560  */
561 static void flush_smp_call_function_queue(bool warn_cpu_offline)
562 {
563         call_single_data_t *csd, *csd_next;
564         struct llist_node *entry, *prev;
565         struct llist_head *head;
566         static bool warned;
567
568         lockdep_assert_irqs_disabled();
569
570         head = this_cpu_ptr(&call_single_queue);
571         cfd_seq_store(this_cpu_ptr(&cfd_seq_local)->handle, CFD_SEQ_NOCPU,
572                       smp_processor_id(), CFD_SEQ_HANDLE);
573         entry = llist_del_all(head);
574         cfd_seq_store(this_cpu_ptr(&cfd_seq_local)->dequeue,
575                       /* Special meaning of source cpu: 0 == queue empty */
576                       entry ? CFD_SEQ_NOCPU : 0,
577                       smp_processor_id(), CFD_SEQ_DEQUEUE);
578         entry = llist_reverse_order(entry);
579
580         /* There shouldn't be any pending callbacks on an offline CPU. */
581         if (unlikely(warn_cpu_offline && !cpu_online(smp_processor_id()) &&
582                      !warned && !llist_empty(head))) {
583                 warned = true;
584                 WARN(1, "IPI on offline CPU %d\n", smp_processor_id());
585
586                 /*
587                  * We don't have to use the _safe() variant here
588                  * because we are not invoking the IPI handlers yet.
589                  */
590                 llist_for_each_entry(csd, entry, node.llist) {
591                         switch (CSD_TYPE(csd)) {
592                         case CSD_TYPE_ASYNC:
593                         case CSD_TYPE_SYNC:
594                         case CSD_TYPE_IRQ_WORK:
595                                 pr_warn("IPI callback %pS sent to offline CPU\n",
596                                         csd->func);
597                                 break;
598
599                         case CSD_TYPE_TTWU:
600                                 pr_warn("IPI task-wakeup sent to offline CPU\n");
601                                 break;
602
603                         default:
604                                 pr_warn("IPI callback, unknown type %d, sent to offline CPU\n",
605                                         CSD_TYPE(csd));
606                                 break;
607                         }
608                 }
609         }
610
611         /*
612          * First; run all SYNC callbacks, people are waiting for us.
613          */
614         prev = NULL;
615         llist_for_each_entry_safe(csd, csd_next, entry, node.llist) {
616                 /* Do we wait until *after* callback? */
617                 if (CSD_TYPE(csd) == CSD_TYPE_SYNC) {
618                         smp_call_func_t func = csd->func;
619                         void *info = csd->info;
620
621                         if (prev) {
622                                 prev->next = &csd_next->node.llist;
623                         } else {
624                                 entry = &csd_next->node.llist;
625                         }
626
627                         csd_lock_record(csd);
628                         func(info);
629                         csd_unlock(csd);
630                         csd_lock_record(NULL);
631                 } else {
632                         prev = &csd->node.llist;
633                 }
634         }
635
636         if (!entry) {
637                 cfd_seq_store(this_cpu_ptr(&cfd_seq_local)->hdlend,
638                               0, smp_processor_id(),
639                               CFD_SEQ_HDLEND);
640                 return;
641         }
642
643         /*
644          * Second; run all !SYNC callbacks.
645          */
646         prev = NULL;
647         llist_for_each_entry_safe(csd, csd_next, entry, node.llist) {
648                 int type = CSD_TYPE(csd);
649
650                 if (type != CSD_TYPE_TTWU) {
651                         if (prev) {
652                                 prev->next = &csd_next->node.llist;
653                         } else {
654                                 entry = &csd_next->node.llist;
655                         }
656
657                         if (type == CSD_TYPE_ASYNC) {
658                                 smp_call_func_t func = csd->func;
659                                 void *info = csd->info;
660
661                                 csd_lock_record(csd);
662                                 csd_unlock(csd);
663                                 func(info);
664                                 csd_lock_record(NULL);
665                         } else if (type == CSD_TYPE_IRQ_WORK) {
666                                 irq_work_single(csd);
667                         }
668
669                 } else {
670                         prev = &csd->node.llist;
671                 }
672         }
673
674         /*
675          * Third; only CSD_TYPE_TTWU is left, issue those.
676          */
677         if (entry)
678                 sched_ttwu_pending(entry);
679
680         cfd_seq_store(this_cpu_ptr(&cfd_seq_local)->hdlend, CFD_SEQ_NOCPU,
681                       smp_processor_id(), CFD_SEQ_HDLEND);
682 }
683
684 void flush_smp_call_function_from_idle(void)
685 {
686         unsigned long flags;
687
688         if (llist_empty(this_cpu_ptr(&call_single_queue)))
689                 return;
690
691         cfd_seq_store(this_cpu_ptr(&cfd_seq_local)->idle, CFD_SEQ_NOCPU,
692                       smp_processor_id(), CFD_SEQ_IDLE);
693         local_irq_save(flags);
694         flush_smp_call_function_queue(true);
695         if (local_softirq_pending())
696                 do_softirq();
697
698         local_irq_restore(flags);
699 }
700
701 /*
702  * smp_call_function_single - Run a function on a specific CPU
703  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
704  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
705  * @wait: If true, wait until function has completed on other CPUs.
706  *
707  * Returns 0 on success, else a negative status code.
708  */
709 int smp_call_function_single(int cpu, smp_call_func_t func, void *info,
710                              int wait)
711 {
712         call_single_data_t *csd;
713         call_single_data_t csd_stack = {
714                 .node = { .u_flags = CSD_FLAG_LOCK | CSD_TYPE_SYNC, },
715         };
716         int this_cpu;
717         int err;
718
719         /*
720          * prevent preemption and reschedule on another processor,
721          * as well as CPU removal
722          */
723         this_cpu = get_cpu();
724
725         /*
726          * Can deadlock when called with interrupts disabled.
727          * We allow cpu's that are not yet online though, as no one else can
728          * send smp call function interrupt to this cpu and as such deadlocks
729          * can't happen.
730          */
731         WARN_ON_ONCE(cpu_online(this_cpu) && irqs_disabled()
732                      && !oops_in_progress);
733
734         /*
735          * When @wait we can deadlock when we interrupt between llist_add() and
736          * arch_send_call_function_ipi*(); when !@wait we can deadlock due to
737          * csd_lock() on because the interrupt context uses the same csd
738          * storage.
739          */
740         WARN_ON_ONCE(!in_task());
741
742         csd = &csd_stack;
743         if (!wait) {
744                 csd = this_cpu_ptr(&csd_data);
745                 csd_lock(csd);
746         }
747
748         csd->func = func;
749         csd->info = info;
750 #ifdef CONFIG_CSD_LOCK_WAIT_DEBUG
751         csd->node.src = smp_processor_id();
752         csd->node.dst = cpu;
753 #endif
754
755         err = generic_exec_single(cpu, csd);
756
757         if (wait)
758                 csd_lock_wait(csd);
759
760         put_cpu();
761
762         return err;
763 }
764 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function_single);
765
766 /**
767  * smp_call_function_single_async() - Run an asynchronous function on a
768  *                               specific CPU.
769  * @cpu: The CPU to run on.
770  * @csd: Pre-allocated and setup data structure
771  *
772  * Like smp_call_function_single(), but the call is asynchonous and
773  * can thus be done from contexts with disabled interrupts.
774  *
775  * The caller passes his own pre-allocated data structure
776  * (ie: embedded in an object) and is responsible for synchronizing it
777  * such that the IPIs performed on the @csd are strictly serialized.
778  *
779  * If the function is called with one csd which has not yet been
780  * processed by previous call to smp_call_function_single_async(), the
781  * function will return immediately with -EBUSY showing that the csd
782  * object is still in progress.
783  *
784  * NOTE: Be careful, there is unfortunately no current debugging facility to
785  * validate the correctness of this serialization.
786  *
787  * Return: %0 on success or negative errno value on error
788  */
789 int smp_call_function_single_async(int cpu, struct __call_single_data *csd)
790 {
791         int err = 0;
792
793         preempt_disable();
794
795         if (csd->node.u_flags & CSD_FLAG_LOCK) {
796                 err = -EBUSY;
797                 goto out;
798         }
799
800         csd->node.u_flags = CSD_FLAG_LOCK;
801         smp_wmb();
802
803         err = generic_exec_single(cpu, csd);
804
805 out:
806         preempt_enable();
807
808         return err;
809 }
810 EXPORT_SYMBOL_GPL(smp_call_function_single_async);
811
812 /*
813  * smp_call_function_any - Run a function on any of the given cpus
814  * @mask: The mask of cpus it can run on.
815  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
816  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
817  * @wait: If true, wait until function has completed.
818  *
819  * Returns 0 on success, else a negative status code (if no cpus were online).
820  *
821  * Selection preference:
822  *      1) current cpu if in @mask
823  *      2) any cpu of current node if in @mask
824  *      3) any other online cpu in @mask
825  */
826 int smp_call_function_any(const struct cpumask *mask,
827                           smp_call_func_t func, void *info, int wait)
828 {
829         unsigned int cpu;
830         const struct cpumask *nodemask;
831         int ret;
832
833         /* Try for same CPU (cheapest) */
834         cpu = get_cpu();
835         if (cpumask_test_cpu(cpu, mask))
836                 goto call;
837
838         /* Try for same node. */
839         nodemask = cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
840         for (cpu = cpumask_first_and(nodemask, mask); cpu < nr_cpu_ids;
841              cpu = cpumask_next_and(cpu, nodemask, mask)) {
842                 if (cpu_online(cpu))
843                         goto call;
844         }
845
846         /* Any online will do: smp_call_function_single handles nr_cpu_ids. */
847         cpu = cpumask_any_and(mask, cpu_online_mask);
848 call:
849         ret = smp_call_function_single(cpu, func, info, wait);
850         put_cpu();
851         return ret;
852 }
853 EXPORT_SYMBOL_GPL(smp_call_function_any);
854
855 /*
856  * Flags to be used as scf_flags argument of smp_call_function_many_cond().
857  *
858  * %SCF_WAIT:           Wait until function execution is completed
859  * %SCF_RUN_LOCAL:      Run also locally if local cpu is set in cpumask
860  */
861 #define SCF_WAIT        (1U << 0)
862 #define SCF_RUN_LOCAL   (1U << 1)
863
864 static void smp_call_function_many_cond(const struct cpumask *mask,
865                                         smp_call_func_t func, void *info,
866                                         unsigned int scf_flags,
867                                         smp_cond_func_t cond_func)
868 {
869         int cpu, last_cpu, this_cpu = smp_processor_id();
870         struct call_function_data *cfd;
871         bool wait = scf_flags & SCF_WAIT;
872         bool run_remote = false;
873         bool run_local = false;
874         int nr_cpus = 0;
875
876         lockdep_assert_preemption_disabled();
877
878         /*
879          * Can deadlock when called with interrupts disabled.
880          * We allow cpu's that are not yet online though, as no one else can
881          * send smp call function interrupt to this cpu and as such deadlocks
882          * can't happen.
883          */
884         if (cpu_online(this_cpu) && !oops_in_progress &&
885             !early_boot_irqs_disabled)
886                 lockdep_assert_irqs_enabled();
887
888         /*
889          * When @wait we can deadlock when we interrupt between llist_add() and
890          * arch_send_call_function_ipi*(); when !@wait we can deadlock due to
891          * csd_lock() on because the interrupt context uses the same csd
892          * storage.
893          */
894         WARN_ON_ONCE(!in_task());
895
896         /* Check if we need local execution. */
897         if ((scf_flags & SCF_RUN_LOCAL) && cpumask_test_cpu(this_cpu, mask))
898                 run_local = true;
899
900         /* Check if we need remote execution, i.e., any CPU excluding this one. */
901         cpu = cpumask_first_and(mask, cpu_online_mask);
902         if (cpu == this_cpu)
903                 cpu = cpumask_next_and(cpu, mask, cpu_online_mask);
904         if (cpu < nr_cpu_ids)
905                 run_remote = true;
906
907         if (run_remote) {
908                 cfd = this_cpu_ptr(&cfd_data);
909                 cpumask_and(cfd->cpumask, mask, cpu_online_mask);
910                 __cpumask_clear_cpu(this_cpu, cfd->cpumask);
911
912                 cpumask_clear(cfd->cpumask_ipi);
913                 for_each_cpu(cpu, cfd->cpumask) {
914                         struct cfd_percpu *pcpu = per_cpu_ptr(cfd->pcpu, cpu);
915                         call_single_data_t *csd = &pcpu->csd;
916
917                         if (cond_func && !cond_func(cpu, info))
918                                 continue;
919
920                         csd_lock(csd);
921                         if (wait)
922                                 csd->node.u_flags |= CSD_TYPE_SYNC;
923                         csd->func = func;
924                         csd->info = info;
925 #ifdef CONFIG_CSD_LOCK_WAIT_DEBUG
926                         csd->node.src = smp_processor_id();
927                         csd->node.dst = cpu;
928 #endif
929                         cfd_seq_store(pcpu->seq_queue, this_cpu, cpu, CFD_SEQ_QUEUE);
930                         if (llist_add(&csd->node.llist, &per_cpu(call_single_queue, cpu))) {
931                                 __cpumask_set_cpu(cpu, cfd->cpumask_ipi);
932                                 nr_cpus++;
933                                 last_cpu = cpu;
934
935                                 cfd_seq_store(pcpu->seq_ipi, this_cpu, cpu, CFD_SEQ_IPI);
936                         } else {
937                                 cfd_seq_store(pcpu->seq_noipi, this_cpu, cpu, CFD_SEQ_NOIPI);
938                         }
939                 }
940
941                 cfd_seq_store(this_cpu_ptr(&cfd_seq_local)->ping, this_cpu, CFD_SEQ_NOCPU, CFD_SEQ_PING);
942
943                 /*
944                  * Choose the most efficient way to send an IPI. Note that the
945                  * number of CPUs might be zero due to concurrent changes to the
946                  * provided mask.
947                  */
948                 if (nr_cpus == 1)
949                         send_call_function_single_ipi(last_cpu);
950                 else if (likely(nr_cpus > 1))
951                         arch_send_call_function_ipi_mask(cfd->cpumask_ipi);
952
953                 cfd_seq_store(this_cpu_ptr(&cfd_seq_local)->pinged, this_cpu, CFD_SEQ_NOCPU, CFD_SEQ_PINGED);
954         }
955
956         if (run_local && (!cond_func || cond_func(this_cpu, info))) {
957                 unsigned long flags;
958
959                 local_irq_save(flags);
960                 func(info);
961                 local_irq_restore(flags);
962         }
963
964         if (run_remote && wait) {
965                 for_each_cpu(cpu, cfd->cpumask) {
966                         call_single_data_t *csd;
967
968                         csd = &per_cpu_ptr(cfd->pcpu, cpu)->csd;
969                         csd_lock_wait(csd);
970                 }
971         }
972 }
973
974 /**
975  * smp_call_function_many(): Run a function on a set of CPUs.
976  * @mask: The set of cpus to run on (only runs on online subset).
977  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
978  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
979  * @wait: Bitmask that controls the operation. If %SCF_WAIT is set, wait
980  *        (atomically) until function has completed on other CPUs. If
981  *        %SCF_RUN_LOCAL is set, the function will also be run locally
982  *        if the local CPU is set in the @cpumask.
983  *
984  * If @wait is true, then returns once @func has returned.
985  *
986  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
987  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler. Preemption
988  * must be disabled when calling this function.
989  */
990 void smp_call_function_many(const struct cpumask *mask,
991                             smp_call_func_t func, void *info, bool wait)
992 {
993         smp_call_function_many_cond(mask, func, info, wait * SCF_WAIT, NULL);
994 }
995 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function_many);
996
997 /**
998  * smp_call_function(): Run a function on all other CPUs.
999  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
1000  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
1001  * @wait: If true, wait (atomically) until function has completed
1002  *        on other CPUs.
1003  *
1004  * Returns 0.
1005  *
1006  * If @wait is true, then returns once @func has returned; otherwise
1007  * it returns just before the target cpu calls @func.
1008  *
1009  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
1010  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler.
1011  */
1012 void smp_call_function(smp_call_func_t func, void *info, int wait)
1013 {
1014         preempt_disable();
1015         smp_call_function_many(cpu_online_mask, func, info, wait);
1016         preempt_enable();
1017 }
1018 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function);
1019
1020 /* Setup configured maximum number of CPUs to activate */
1021 unsigned int setup_max_cpus = NR_CPUS;
1022 EXPORT_SYMBOL(setup_max_cpus);
1023
1024
1025 /*
1026  * Setup routine for controlling SMP activation
1027  *
1028  * Command-line option of "nosmp" or "maxcpus=0" will disable SMP
1029  * activation entirely (the MPS table probe still happens, though).
1030  *
1031  * Command-line option of "maxcpus=<NUM>", where <NUM> is an integer
1032  * greater than 0, limits the maximum number of CPUs activated in
1033  * SMP mode to <NUM>.
1034  */
1035
1036 void __weak arch_disable_smp_support(void) { }
1037
1038 static int __init nosmp(char *str)
1039 {
1040         setup_max_cpus = 0;
1041         arch_disable_smp_support();
1042
1043         return 0;
1044 }
1045
1046 early_param("nosmp", nosmp);
1047
1048 /* this is hard limit */
1049 static int __init nrcpus(char *str)
1050 {
1051         int nr_cpus;
1052
1053         if (get_option(&str, &nr_cpus) && nr_cpus > 0 && nr_cpus < nr_cpu_ids)
1054                 nr_cpu_ids = nr_cpus;
1055
1056         return 0;
1057 }
1058
1059 early_param("nr_cpus", nrcpus);
1060
1061 static int __init maxcpus(char *str)
1062 {
1063         get_option(&str, &setup_max_cpus);
1064         if (setup_max_cpus == 0)
1065                 arch_disable_smp_support();
1066
1067         return 0;
1068 }
1069
1070 early_param("maxcpus", maxcpus);
1071
1072 /* Setup number of possible processor ids */
1073 unsigned int nr_cpu_ids __read_mostly = NR_CPUS;
1074 EXPORT_SYMBOL(nr_cpu_ids);
1075
1076 /* An arch may set nr_cpu_ids earlier if needed, so this would be redundant */
1077 void __init setup_nr_cpu_ids(void)
1078 {
1079         nr_cpu_ids = find_last_bit(cpumask_bits(cpu_possible_mask),NR_CPUS) + 1;
1080 }
1081
1082 /* Called by boot processor to activate the rest. */
1083 void __init smp_init(void)
1084 {
1085         int num_nodes, num_cpus;
1086
1087         idle_threads_init();
1088         cpuhp_threads_init();
1089
1090         pr_info("Bringing up secondary CPUs ...\n");
1091
1092         bringup_nonboot_cpus(setup_max_cpus);
1093
1094         num_nodes = num_online_nodes();
1095         num_cpus  = num_online_cpus();
1096         pr_info("Brought up %d node%s, %d CPU%s\n",
1097                 num_nodes, (num_nodes > 1 ? "s" : ""),
1098                 num_cpus,  (num_cpus  > 1 ? "s" : ""));
1099
1100         /* Any cleanup work */
1101         smp_cpus_done(setup_max_cpus);
1102 }
1103
1104 /*
1105  * on_each_cpu_cond(): Call a function on each processor for which
1106  * the supplied function cond_func returns true, optionally waiting
1107  * for all the required CPUs to finish. This may include the local
1108  * processor.
1109  * @cond_func:  A callback function that is passed a cpu id and
1110  *              the info parameter. The function is called
1111  *              with preemption disabled. The function should
1112  *              return a blooean value indicating whether to IPI
1113  *              the specified CPU.
1114  * @func:       The function to run on all applicable CPUs.
1115  *              This must be fast and non-blocking.
1116  * @info:       An arbitrary pointer to pass to both functions.
1117  * @wait:       If true, wait (atomically) until function has
1118  *              completed on other CPUs.
1119  *
1120  * Preemption is disabled to protect against CPUs going offline but not online.
1121  * CPUs going online during the call will not be seen or sent an IPI.
1122  *
1123  * You must not call this function with disabled interrupts or
1124  * from a hardware interrupt handler or from a bottom half handler.
1125  */
1126 void on_each_cpu_cond_mask(smp_cond_func_t cond_func, smp_call_func_t func,
1127                            void *info, bool wait, const struct cpumask *mask)
1128 {
1129         unsigned int scf_flags = SCF_RUN_LOCAL;
1130
1131         if (wait)
1132                 scf_flags |= SCF_WAIT;
1133
1134         preempt_disable();
1135         smp_call_function_many_cond(mask, func, info, scf_flags, cond_func);
1136         preempt_enable();
1137 }
1138 EXPORT_SYMBOL(on_each_cpu_cond_mask);
1139
1140 static void do_nothing(void *unused)
1141 {
1142 }
1143
1144 /**
1145  * kick_all_cpus_sync - Force all cpus out of idle
1146  *
1147  * Used to synchronize the update of pm_idle function pointer. It's
1148  * called after the pointer is updated and returns after the dummy
1149  * callback function has been executed on all cpus. The execution of
1150  * the function can only happen on the remote cpus after they have
1151  * left the idle function which had been called via pm_idle function
1152  * pointer. So it's guaranteed that nothing uses the previous pointer
1153  * anymore.
1154  */
1155 void kick_all_cpus_sync(void)
1156 {
1157         /* Make sure the change is visible before we kick the cpus */
1158         smp_mb();
1159         smp_call_function(do_nothing, NULL, 1);
1160 }
1161 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_all_cpus_sync);
1162
1163 /**
1164  * wake_up_all_idle_cpus - break all cpus out of idle
1165  * wake_up_all_idle_cpus try to break all cpus which is in idle state even
1166  * including idle polling cpus, for non-idle cpus, we will do nothing
1167  * for them.
1168  */
1169 void wake_up_all_idle_cpus(void)
1170 {
1171         int cpu;
1172
1173         for_each_possible_cpu(cpu) {
1174                 preempt_disable();
1175                 if (cpu != smp_processor_id() && cpu_online(cpu))
1176                         wake_up_if_idle(cpu);
1177                 preempt_enable();
1178         }
1179 }
1180 EXPORT_SYMBOL_GPL(wake_up_all_idle_cpus);
1181
1182 /**
1183  * struct smp_call_on_cpu_struct - Call a function on a specific CPU
1184  * @work: &work_struct
1185  * @done: &completion to signal
1186  * @func: function to call
1187  * @data: function's data argument
1188  * @ret: return value from @func
1189  * @cpu: target CPU (%-1 for any CPU)
1190  *
1191  * Used to call a function on a specific cpu and wait for it to return.
1192  * Optionally make sure the call is done on a specified physical cpu via vcpu
1193  * pinning in order to support virtualized environments.
1194  */
1195 struct smp_call_on_cpu_struct {
1196         struct work_struct      work;
1197         struct completion       done;
1198         int                     (*func)(void *);
1199         void                    *data;
1200         int                     ret;
1201         int                     cpu;
1202 };
1203
1204 static void smp_call_on_cpu_callback(struct work_struct *work)
1205 {
1206         struct smp_call_on_cpu_struct *sscs;
1207
1208         sscs = container_of(work, struct smp_call_on_cpu_struct, work);
1209         if (sscs->cpu >= 0)
1210                 hypervisor_pin_vcpu(sscs->cpu);
1211         sscs->ret = sscs->func(sscs->data);
1212         if (sscs->cpu >= 0)
1213                 hypervisor_pin_vcpu(-1);
1214
1215         complete(&sscs->done);
1216 }
1217
1218 int smp_call_on_cpu(unsigned int cpu, int (*func)(void *), void *par, bool phys)
1219 {
1220         struct smp_call_on_cpu_struct sscs = {
1221                 .done = COMPLETION_INITIALIZER_ONSTACK(sscs.done),
1222                 .func = func,
1223                 .data = par,
1224                 .cpu  = phys ? cpu : -1,
1225         };
1226
1227         INIT_WORK_ONSTACK(&sscs.work, smp_call_on_cpu_callback);
1228
1229         if (cpu >= nr_cpu_ids || !cpu_online(cpu))
1230                 return -ENXIO;
1231
1232         queue_work_on(cpu, system_wq, &sscs.work);
1233         wait_for_completion(&sscs.done);
1234
1235         return sscs.ret;
1236 }
1237 EXPORT_SYMBOL_GPL(smp_call_on_cpu);