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 <trace/events/ipi.h>
  30
  31 #include "smpboot.h"
  32 #include "sched/smp.h"
  33
  34 #define CSD_TYPE(_csd)  ((_csd)->node.u_flags & CSD_FLAG_TYPE_MASK)
  35
  36 struct call_function_data {
  37         call_single_data_t      __percpu *csd;
  38         cpumask_var_t           cpumask;
  39         cpumask_var_t           cpumask_ipi;
  40 };
  41
  42 static DEFINE_PER_CPU_ALIGNED(struct call_function_data, cfd_data);
  43
  44 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct llist_head, call_single_queue);
  45
  46 static void __flush_smp_call_function_queue(bool warn_cpu_offline);
  47
  48 int smpcfd_prepare_cpu(unsigned int cpu)
  49 {
  50         struct call_function_data *cfd = &per_cpu(cfd_data, cpu);
  51
  52         if (!zalloc_cpumask_var_node(&cfd->cpumask, GFP_KERNEL,
  53                                      cpu_to_node(cpu)))
  54                 return -ENOMEM;
  55         if (!zalloc_cpumask_var_node(&cfd->cpumask_ipi, GFP_KERNEL,
  56                                      cpu_to_node(cpu))) {
  57                 free_cpumask_var(cfd->cpumask);
  58                 return -ENOMEM;
  59         }
  60         cfd->csd = alloc_percpu(call_single_data_t);
  61         if (!cfd->csd) {
  62                 free_cpumask_var(cfd->cpumask);
  63                 free_cpumask_var(cfd->cpumask_ipi);
  64                 return -ENOMEM;
  65         }
  66
  67         return 0;
  68 }
  69
  70 int smpcfd_dead_cpu(unsigned int cpu)
  71 {
  72         struct call_function_data *cfd = &per_cpu(cfd_data, cpu);
  73
  74         free_cpumask_var(cfd->cpumask);
  75         free_cpumask_var(cfd->cpumask_ipi);
  76         free_percpu(cfd->csd);
  77         return 0;
  78 }
  79
  80 int smpcfd_dying_cpu(unsigned int cpu)
  81 {
  82         /*
  83          * The IPIs for the smp-call-function callbacks queued by other
  84          * CPUs might arrive late, either due to hardware latencies or
  85          * because this CPU disabled interrupts (inside stop-machine)
  86          * before the IPIs were sent. So flush out any pending callbacks
  87          * explicitly (without waiting for the IPIs to arrive), to
  88          * ensure that the outgoing CPU doesn't go offline with work
  89          * still pending.
  90          */
  91         __flush_smp_call_function_queue(false);
  92         irq_work_run();
  93         return 0;
  94 }
  95
  96 void __init call_function_init(void)
  97 {
  98         int i;
  99
 100         for_each_possible_cpu(i)
 101                 init_llist_head(&per_cpu(call_single_queue, i));
 102
 103         smpcfd_prepare_cpu(smp_processor_id());
 104 }
 105
 106 #ifdef CONFIG_CSD_LOCK_WAIT_DEBUG
 107
 108 static DEFINE_STATIC_KEY_MAYBE(CONFIG_CSD_LOCK_WAIT_DEBUG_DEFAULT, csdlock_debug_enabled);
 109
 110 /*
 111  * Parse the csdlock_debug= kernel boot parameter.
 112  *
 113  * If you need to restore the old "ext" value that once provided
 114  * additional debugging information, reapply the following commits:
 115  *
 116  * de7b09ef658d ("locking/csd_lock: Prepare more CSD lock debugging")
 117  * a5aabace5fb8 ("locking/csd_lock: Add more data to CSD lock debugging")
 118  */
 119 static int __init csdlock_debug(char *str)
 120 {
 121         int ret;
 122         unsigned int val = 0;
 123
 124         ret = get_option(&str, &val);
 125         if (ret) {
 126                 if (val)
 127                         static_branch_enable(&csdlock_debug_enabled);
 128                 else
 129                         static_branch_disable(&csdlock_debug_enabled);
 130         }
 131
 132         return 1;
 133 }
 134 __setup("csdlock_debug=", csdlock_debug);
 135
 136 static DEFINE_PER_CPU(call_single_data_t *, cur_csd);
 137 static DEFINE_PER_CPU(smp_call_func_t, cur_csd_func);
 138 static DEFINE_PER_CPU(void *, cur_csd_info);
 139
 140 static ulong csd_lock_timeout = 5000;  /* CSD lock timeout in milliseconds. */
 141 module_param(csd_lock_timeout, ulong, 0444);
 142
 143 static atomic_t csd_bug_count = ATOMIC_INIT(0);
 144
 145 /* Record current CSD work for current CPU, NULL to erase. */
 146 static void __csd_lock_record(struct __call_single_data *csd)
 147 {
 148         if (!csd) {
 149                 smp_mb(); /* NULL cur_csd after unlock. */
 150                 __this_cpu_write(cur_csd, NULL);
 151                 return;
 152         }
 153         __this_cpu_write(cur_csd_func, csd->func);
 154         __this_cpu_write(cur_csd_info, csd->info);
 155         smp_wmb(); /* func and info before csd. */
 156         __this_cpu_write(cur_csd, csd);
 157         smp_mb(); /* Update cur_csd before function call. */
 158                   /* Or before unlock, as the case may be. */
 159 }
 160
 161 static __always_inline void csd_lock_record(struct __call_single_data *csd)
 162 {
 163         if (static_branch_unlikely(&csdlock_debug_enabled))
 164                 __csd_lock_record(csd);
 165 }
 166
 167 static int csd_lock_wait_getcpu(struct __call_single_data *csd)
 168 {
 169         unsigned int csd_type;
 170
 171         csd_type = CSD_TYPE(csd);
 172         if (csd_type == CSD_TYPE_ASYNC || csd_type == CSD_TYPE_SYNC)
 173                 return csd->node.dst; /* Other CSD_TYPE_ values might not have ->dst. */
 174         return -1;
 175 }
 176
 177 /*
 178  * Complain if too much time spent waiting.  Note that only
 179  * the CSD_TYPE_SYNC/ASYNC types provide the destination CPU,
 180  * so waiting on other types gets much less information.
 181  */
 182 static bool csd_lock_wait_toolong(struct __call_single_data *csd, u64 ts0, u64 *ts1, int *bug_id)
 183 {
 184         int cpu = -1;
 185         int cpux;
 186         bool firsttime;
 187         u64 ts2, ts_delta;
 188         call_single_data_t *cpu_cur_csd;
 189         unsigned int flags = READ_ONCE(csd->node.u_flags);
 190         unsigned long long csd_lock_timeout_ns = csd_lock_timeout * NSEC_PER_MSEC;
 191
 192         if (!(flags & CSD_FLAG_LOCK)) {
 193                 if (!unlikely(*bug_id))
 194                         return true;
 195                 cpu = csd_lock_wait_getcpu(csd);
 196                 pr_alert("csd: CSD lock (#%d) got unstuck on CPU#%02d, CPU#%02d released the lock.\n",
 197                          *bug_id, raw_smp_processor_id(), cpu);
 198                 return true;
 199         }
 200
 201         ts2 = sched_clock();
 202         ts_delta = ts2 - *ts1;
 203         if (likely(ts_delta <= csd_lock_timeout_ns || csd_lock_timeout_ns == 0))
 204                 return false;
 205
 206         firsttime = !*bug_id;
 207         if (firsttime)
 208                 *bug_id = atomic_inc_return(&csd_bug_count);
 209         cpu = csd_lock_wait_getcpu(csd);
 210         if (WARN_ONCE(cpu < 0 || cpu >= nr_cpu_ids, "%s: cpu = %d\n", __func__, cpu))
 211                 cpux = 0;
 212         else
 213                 cpux = cpu;
 214         cpu_cur_csd = smp_load_acquire(&per_cpu(cur_csd, cpux)); /* Before func and info. */
 215         pr_alert("csd: %s non-responsive CSD lock (#%d) on CPU#%d, waiting %llu ns for CPU#%02d %pS(%ps).\n",
 216                  firsttime ? "Detected" : "Continued", *bug_id, raw_smp_processor_id(), ts2 - ts0,
 217                  cpu, csd->func, csd->info);
 218         if (cpu_cur_csd && csd != cpu_cur_csd) {
 219                 pr_alert("\tcsd: CSD lock (#%d) handling prior %pS(%ps) request.\n",
 220                          *bug_id, READ_ONCE(per_cpu(cur_csd_func, cpux)),
 221                          READ_ONCE(per_cpu(cur_csd_info, cpux)));
 222         } else {
 223                 pr_alert("\tcsd: CSD lock (#%d) %s.\n",
 224                          *bug_id, !cpu_cur_csd ? "unresponsive" : "handling this request");
 225         }
 226         if (cpu >= 0) {
 227                 dump_cpu_task(cpu);
 228                 if (!cpu_cur_csd) {
 229                         pr_alert("csd: Re-sending CSD lock (#%d) IPI from CPU#%02d to CPU#%02d\n", *bug_id, raw_smp_processor_id(), cpu);
 230                         arch_send_call_function_single_ipi(cpu);
 231                 }
 232         }
 233         dump_stack();
 234         *ts1 = ts2;
 235
 236         return false;
 237 }
 238
 239 /*
 240  * csd_lock/csd_unlock used to serialize access to per-cpu csd resources
 241  *
 242  * For non-synchronous ipi calls the csd can still be in use by the
 243  * previous function call. For multi-cpu calls its even more interesting
 244  * as we'll have to ensure no other cpu is observing our csd.
 245  */
 246 static void __csd_lock_wait(struct __call_single_data *csd)
 247 {
 248         int bug_id = 0;
 249         u64 ts0, ts1;
 250
 251         ts1 = ts0 = sched_clock();
 252         for (;;) {
 253                 if (csd_lock_wait_toolong(csd, ts0, &ts1, &bug_id))
 254                         break;
 255                 cpu_relax();
 256         }
 257         smp_acquire__after_ctrl_dep();
 258 }
 259
 260 static __always_inline void csd_lock_wait(struct __call_single_data *csd)
 261 {
 262         if (static_branch_unlikely(&csdlock_debug_enabled)) {
 263                 __csd_lock_wait(csd);
 264                 return;
 265         }
 266
 267         smp_cond_load_acquire(&csd->node.u_flags, !(VAL & CSD_FLAG_LOCK));
 268 }
 269 #else
 270 static void csd_lock_record(struct __call_single_data *csd)
 271 {
 272 }
 273
 274 static __always_inline void csd_lock_wait(struct __call_single_data *csd)
 275 {
 276         smp_cond_load_acquire(&csd->node.u_flags, !(VAL & CSD_FLAG_LOCK));
 277 }
 278 #endif
 279
 280 static __always_inline void csd_lock(struct __call_single_data *csd)
 281 {
 282         csd_lock_wait(csd);
 283         csd->node.u_flags |= CSD_FLAG_LOCK;
 284
 285         /*
 286          * prevent CPU from reordering the above assignment
 287          * to ->flags with any subsequent assignments to other
 288          * fields of the specified call_single_data_t structure:
 289          */
 290         smp_wmb();
 291 }
 292
 293 static __always_inline void csd_unlock(struct __call_single_data *csd)
 294 {
 295         WARN_ON(!(csd->node.u_flags & CSD_FLAG_LOCK));
 296
 297         /*
 298          * ensure we're all done before releasing data:
 299          */
 300         smp_store_release(&csd->node.u_flags, 0);
 301 }
 302
 303 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(call_single_data_t, csd_data);
 304
 305 void __smp_call_single_queue(int cpu, struct llist_node *node)
 306 {
 307         /*
 308          * The list addition should be visible before sending the IPI
 309          * handler locks the list to pull the entry off it because of
 310          * normal cache coherency rules implied by spinlocks.
 311          *
 312          * If IPIs can go out of order to the cache coherency protocol
 313          * in an architecture, sufficient synchronisation should be added
 314          * to arch code to make it appear to obey cache coherency WRT
 315          * locking and barrier primitives. Generic code isn't really
 316          * equipped to do the right thing...
 317          */
 318         if (llist_add(node, &per_cpu(call_single_queue, cpu)))
 319                 send_call_function_single_ipi(cpu);
 320 }
 321
 322 /*
 323  * Insert a previously allocated call_single_data_t element
 324  * for execution on the given CPU. data must already have
 325  * ->func, ->info, and ->flags set.
 326  */
 327 static int generic_exec_single(int cpu, struct __call_single_data *csd)
 328 {
 329         if (cpu == smp_processor_id()) {
 330                 smp_call_func_t func = csd->func;
 331                 void *info = csd->info;
 332                 unsigned long flags;
 333
 334                 /*
 335                  * We can unlock early even for the synchronous on-stack case,
 336                  * since we're doing this from the same CPU..
 337                  */
 338                 csd_lock_record(csd);
 339                 csd_unlock(csd);
 340                 local_irq_save(flags);
 341                 func(info);
 342                 csd_lock_record(NULL);
 343                 local_irq_restore(flags);
 344                 return 0;
 345         }
 346
 347         if ((unsigned)cpu >= nr_cpu_ids || !cpu_online(cpu)) {
 348                 csd_unlock(csd);
 349                 return -ENXIO;
 350         }
 351
 352         __smp_call_single_queue(cpu, &csd->node.llist);
 353
 354         return 0;
 355 }
 356
 357 /**
 358  * generic_smp_call_function_single_interrupt - Execute SMP IPI callbacks
 359  *
 360  * Invoked by arch to handle an IPI for call function single.
 361  * Must be called with interrupts disabled.
 362  */
 363 void generic_smp_call_function_single_interrupt(void)
 364 {
 365         __flush_smp_call_function_queue(true);
 366 }
 367
 368 /**
 369  * __flush_smp_call_function_queue - Flush pending smp-call-function callbacks
 370  *
 371  * @warn_cpu_offline: If set to 'true', warn if callbacks were queued on an
 372  *                    offline CPU. Skip this check if set to 'false'.
 373  *
 374  * Flush any pending smp-call-function callbacks queued on this CPU. This is
 375  * invoked by the generic IPI handler, as well as by a CPU about to go offline,
 376  * to ensure that all pending IPI callbacks are run before it goes completely
 377  * offline.
 378  *
 379  * Loop through the call_single_queue and run all the queued callbacks.
 380  * Must be called with interrupts disabled.
 381  */
 382 static void __flush_smp_call_function_queue(bool warn_cpu_offline)
 383 {
 384         call_single_data_t *csd, *csd_next;
 385         struct llist_node *entry, *prev;
 386         struct llist_head *head;
 387         static bool warned;
 388
 389         lockdep_assert_irqs_disabled();
 390
 391         head = this_cpu_ptr(&call_single_queue);
 392         entry = llist_del_all(head);
 393         entry = llist_reverse_order(entry);
 394
 395         /* There shouldn't be any pending callbacks on an offline CPU. */
 396         if (unlikely(warn_cpu_offline && !cpu_online(smp_processor_id()) &&
 397                      !warned && entry != NULL)) {
 398                 warned = true;
 399                 WARN(1, "IPI on offline CPU %d\n", smp_processor_id());
 400
 401                 /*
 402                  * We don't have to use the _safe() variant here
 403                  * because we are not invoking the IPI handlers yet.
 404                  */
 405                 llist_for_each_entry(csd, entry, node.llist) {
 406                         switch (CSD_TYPE(csd)) {
 407                         case CSD_TYPE_ASYNC:
 408                         case CSD_TYPE_SYNC:
 409                         case CSD_TYPE_IRQ_WORK:
 410                                 pr_warn("IPI callback %pS sent to offline CPU\n",
 411                                         csd->func);
 412                                 break;
 413
 414                         case CSD_TYPE_TTWU:
 415                                 pr_warn("IPI task-wakeup sent to offline CPU\n");
 416                                 break;
 417
 418                         default:
 419                                 pr_warn("IPI callback, unknown type %d, sent to offline CPU\n",
 420                                         CSD_TYPE(csd));
 421                                 break;
 422                         }
 423                 }
 424         }
 425
 426         /*
 427          * First; run all SYNC callbacks, people are waiting for us.
 428          */
 429         prev = NULL;
 430         llist_for_each_entry_safe(csd, csd_next, entry, node.llist) {
 431                 /* Do we wait until *after* callback? */
 432                 if (CSD_TYPE(csd) == CSD_TYPE_SYNC) {
 433                         smp_call_func_t func = csd->func;
 434                         void *info = csd->info;
 435
 436                         if (prev) {
 437                                 prev->next = &csd_next->node.llist;
 438                         } else {
 439                                 entry = &csd_next->node.llist;
 440                         }
 441
 442                         csd_lock_record(csd);
 443                         func(info);
 444                         csd_unlock(csd);
 445                         csd_lock_record(NULL);
 446                 } else {
 447                         prev = &csd->node.llist;
 448                 }
 449         }
 450
 451         if (!entry)
 452                 return;
 453
 454         /*
 455          * Second; run all !SYNC callbacks.
 456          */
 457         prev = NULL;
 458         llist_for_each_entry_safe(csd, csd_next, entry, node.llist) {
 459                 int type = CSD_TYPE(csd);
 460
 461                 if (type != CSD_TYPE_TTWU) {
 462                         if (prev) {
 463                                 prev->next = &csd_next->node.llist;
 464                         } else {
 465                                 entry = &csd_next->node.llist;
 466                         }
 467
 468                         if (type == CSD_TYPE_ASYNC) {
 469                                 smp_call_func_t func = csd->func;
 470                                 void *info = csd->info;
 471
 472                                 csd_lock_record(csd);
 473                                 csd_unlock(csd);
 474                                 func(info);
 475                                 csd_lock_record(NULL);
 476                         } else if (type == CSD_TYPE_IRQ_WORK) {
 477                                 irq_work_single(csd);
 478                         }
 479
 480                 } else {
 481                         prev = &csd->node.llist;
 482                 }
 483         }
 484
 485         /*
 486          * Third; only CSD_TYPE_TTWU is left, issue those.
 487          */
 488         if (entry)
 489                 sched_ttwu_pending(entry);
 490 }
 491
 492
 493 /**
 494  * flush_smp_call_function_queue - Flush pending smp-call-function callbacks
 495  *                                 from task context (idle, migration thread)
 496  *
 497  * When TIF_POLLING_NRFLAG is supported and a CPU is in idle and has it
 498  * set, then remote CPUs can avoid sending IPIs and wake the idle CPU by
 499  * setting TIF_NEED_RESCHED. The idle task on the woken up CPU has to
 500  * handle queued SMP function calls before scheduling.
 501  *
 502  * The migration thread has to ensure that an eventually pending wakeup has
 503  * been handled before it migrates a task.
 504  */
 505 void flush_smp_call_function_queue(void)
 506 {
 507         unsigned int was_pending;
 508         unsigned long flags;
 509
 510         if (llist_empty(this_cpu_ptr(&call_single_queue)))
 511                 return;
 512
 513         local_irq_save(flags);
 514         /* Get the already pending soft interrupts for RT enabled kernels */
 515         was_pending = local_softirq_pending();
 516         __flush_smp_call_function_queue(true);
 517         if (local_softirq_pending())
 518                 do_softirq_post_smp_call_flush(was_pending);
 519
 520         local_irq_restore(flags);
 521 }
 522
 523 /*
 524  * smp_call_function_single - Run a function on a specific CPU
 525  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
 526  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
 527  * @wait: If true, wait until function has completed on other CPUs.
 528  *
 529  * Returns 0 on success, else a negative status code.
 530  */
 531 int smp_call_function_single(int cpu, smp_call_func_t func, void *info,
 532                              int wait)
 533 {
 534         call_single_data_t *csd;
 535         call_single_data_t csd_stack = {
 536                 .node = { .u_flags = CSD_FLAG_LOCK | CSD_TYPE_SYNC, },
 537         };
 538         int this_cpu;
 539         int err;
 540
 541         /*
 542          * prevent preemption and reschedule on another processor,
 543          * as well as CPU removal
 544          */
 545         this_cpu = get_cpu();
 546
 547         /*
 548          * Can deadlock when called with interrupts disabled.
 549          * We allow cpu's that are not yet online though, as no one else can
 550          * send smp call function interrupt to this cpu and as such deadlocks
 551          * can't happen.
 552          */
 553         WARN_ON_ONCE(cpu_online(this_cpu) && irqs_disabled()
 554                      && !oops_in_progress);
 555
 556         /*
 557          * When @wait we can deadlock when we interrupt between llist_add() and
 558          * arch_send_call_function_ipi*(); when !@wait we can deadlock due to
 559          * csd_lock() on because the interrupt context uses the same csd
 560          * storage.
 561          */
 562         WARN_ON_ONCE(!in_task());
 563
 564         csd = &csd_stack;
 565         if (!wait) {
 566                 csd = this_cpu_ptr(&csd_data);
 567                 csd_lock(csd);
 568         }
 569
 570         csd->func = func;
 571         csd->info = info;
 572 #ifdef CONFIG_CSD_LOCK_WAIT_DEBUG
 573         csd->node.src = smp_processor_id();
 574         csd->node.dst = cpu;
 575 #endif
 576
 577         err = generic_exec_single(cpu, csd);
 578
 579         if (wait)
 580                 csd_lock_wait(csd);
 581
 582         put_cpu();
 583
 584         return err;
 585 }
 586 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function_single);
 587
 588 /**
 589  * smp_call_function_single_async() - Run an asynchronous function on a
 590  *                               specific CPU.
 591  * @cpu: The CPU to run on.
 592  * @csd: Pre-allocated and setup data structure
 593  *
 594  * Like smp_call_function_single(), but the call is asynchonous and
 595  * can thus be done from contexts with disabled interrupts.
 596  *
 597  * The caller passes his own pre-allocated data structure
 598  * (ie: embedded in an object) and is responsible for synchronizing it
 599  * such that the IPIs performed on the @csd are strictly serialized.
 600  *
 601  * If the function is called with one csd which has not yet been
 602  * processed by previous call to smp_call_function_single_async(), the
 603  * function will return immediately with -EBUSY showing that the csd
 604  * object is still in progress.
 605  *
 606  * NOTE: Be careful, there is unfortunately no current debugging facility to
 607  * validate the correctness of this serialization.
 608  *
 609  * Return: %0 on success or negative errno value on error
 610  */
 611 int smp_call_function_single_async(int cpu, struct __call_single_data *csd)
 612 {
 613         int err = 0;
 614
 615         preempt_disable();
 616
 617         if (csd->node.u_flags & CSD_FLAG_LOCK) {
 618                 err = -EBUSY;
 619                 goto out;
 620         }
 621
 622         csd->node.u_flags = CSD_FLAG_LOCK;
 623         smp_wmb();
 624
 625         err = generic_exec_single(cpu, csd);
 626
 627 out:
 628         preempt_enable();
 629
 630         return err;
 631 }
 632 EXPORT_SYMBOL_GPL(smp_call_function_single_async);
 633
 634 /*
 635  * smp_call_function_any - Run a function on any of the given cpus
 636  * @mask: The mask of cpus it can run on.
 637  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
 638  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
 639  * @wait: If true, wait until function has completed.
 640  *
 641  * Returns 0 on success, else a negative status code (if no cpus were online).
 642  *
 643  * Selection preference:
 644  *      1) current cpu if in @mask
 645  *      2) any cpu of current node if in @mask
 646  *      3) any other online cpu in @mask
 647  */
 648 int smp_call_function_any(const struct cpumask *mask,
 649                           smp_call_func_t func, void *info, int wait)
 650 {
 651         unsigned int cpu;
 652         const struct cpumask *nodemask;
 653         int ret;
 654
 655         /* Try for same CPU (cheapest) */
 656         cpu = get_cpu();
 657         if (cpumask_test_cpu(cpu, mask))
 658                 goto call;
 659
 660         /* Try for same node. */
 661         nodemask = cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
 662         for (cpu = cpumask_first_and(nodemask, mask); cpu < nr_cpu_ids;
 663              cpu = cpumask_next_and(cpu, nodemask, mask)) {
 664                 if (cpu_online(cpu))
 665                         goto call;
 666         }
 667
 668         /* Any online will do: smp_call_function_single handles nr_cpu_ids. */
 669         cpu = cpumask_any_and(mask, cpu_online_mask);
 670 call:
 671         ret = smp_call_function_single(cpu, func, info, wait);
 672         put_cpu();
 673         return ret;
 674 }
 675 EXPORT_SYMBOL_GPL(smp_call_function_any);
 676
 677 /*
 678  * Flags to be used as scf_flags argument of smp_call_function_many_cond().
 679  *
 680  * %SCF_WAIT:           Wait until function execution is completed
 681  * %SCF_RUN_LOCAL:      Run also locally if local cpu is set in cpumask
 682  */
 683 #define SCF_WAIT        (1U << 0)
 684 #define SCF_RUN_LOCAL   (1U << 1)
 685
 686 static void smp_call_function_many_cond(const struct cpumask *mask,
 687                                         smp_call_func_t func, void *info,
 688                                         unsigned int scf_flags,
 689                                         smp_cond_func_t cond_func)
 690 {
 691         int cpu, last_cpu, this_cpu = smp_processor_id();
 692         struct call_function_data *cfd;
 693         bool wait = scf_flags & SCF_WAIT;
 694         bool run_remote = false;
 695         bool run_local = false;
 696         int nr_cpus = 0;
 697
 698         lockdep_assert_preemption_disabled();
 699
 700         /*
 701          * Can deadlock when called with interrupts disabled.
 702          * We allow cpu's that are not yet online though, as no one else can
 703          * send smp call function interrupt to this cpu and as such deadlocks
 704          * can't happen.
 705          */
 706         if (cpu_online(this_cpu) && !oops_in_progress &&
 707             !early_boot_irqs_disabled)
 708                 lockdep_assert_irqs_enabled();
 709
 710         /*
 711          * When @wait we can deadlock when we interrupt between llist_add() and
 712          * arch_send_call_function_ipi*(); when !@wait we can deadlock due to
 713          * csd_lock() on because the interrupt context uses the same csd
 714          * storage.
 715          */
 716         WARN_ON_ONCE(!in_task());
 717
 718         /* Check if we need local execution. */
 719         if ((scf_flags & SCF_RUN_LOCAL) && cpumask_test_cpu(this_cpu, mask))
 720                 run_local = true;
 721
 722         /* Check if we need remote execution, i.e., any CPU excluding this one. */
 723         cpu = cpumask_first_and(mask, cpu_online_mask);
 724         if (cpu == this_cpu)
 725                 cpu = cpumask_next_and(cpu, mask, cpu_online_mask);
 726         if (cpu < nr_cpu_ids)
 727                 run_remote = true;
 728
 729         if (run_remote) {
 730                 cfd = this_cpu_ptr(&cfd_data);
 731                 cpumask_and(cfd->cpumask, mask, cpu_online_mask);
 732                 __cpumask_clear_cpu(this_cpu, cfd->cpumask);
 733
 734                 cpumask_clear(cfd->cpumask_ipi);
 735                 for_each_cpu(cpu, cfd->cpumask) {
 736                         call_single_data_t *csd = per_cpu_ptr(cfd->csd, cpu);
 737
 738                         if (cond_func && !cond_func(cpu, info))
 739                                 continue;
 740
 741                         csd_lock(csd);
 742                         if (wait)
 743                                 csd->node.u_flags |= CSD_TYPE_SYNC;
 744                         csd->func = func;
 745                         csd->info = info;
 746 #ifdef CONFIG_CSD_LOCK_WAIT_DEBUG
 747                         csd->node.src = smp_processor_id();
 748                         csd->node.dst = cpu;
 749 #endif
 750                         if (llist_add(&csd->node.llist, &per_cpu(call_single_queue, cpu))) {
 751                                 __cpumask_set_cpu(cpu, cfd->cpumask_ipi);
 752                                 nr_cpus++;
 753                                 last_cpu = cpu;
 754                         }
 755                 }
 756
 757                 /*
 758                  * Choose the most efficient way to send an IPI. Note that the
 759                  * number of CPUs might be zero due to concurrent changes to the
 760                  * provided mask.
 761                  */
 762                 if (nr_cpus == 1)
 763                         send_call_function_single_ipi(last_cpu);
 764                 else if (likely(nr_cpus > 1))
 765                         arch_send_call_function_ipi_mask(cfd->cpumask_ipi);
 766         }
 767
 768         if (run_local && (!cond_func || cond_func(this_cpu, info))) {
 769                 unsigned long flags;
 770
 771                 local_irq_save(flags);
 772                 func(info);
 773                 local_irq_restore(flags);
 774         }
 775
 776         if (run_remote && wait) {
 777                 for_each_cpu(cpu, cfd->cpumask) {
 778                         call_single_data_t *csd;
 779
 780                         csd = per_cpu_ptr(cfd->csd, cpu);
 781                         csd_lock_wait(csd);
 782                 }
 783         }
 784 }
 785
 786 /**
 787  * smp_call_function_many(): Run a function on a set of CPUs.
 788  * @mask: The set of cpus to run on (only runs on online subset).
 789  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
 790  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
 791  * @wait: Bitmask that controls the operation. If %SCF_WAIT is set, wait
 792  *        (atomically) until function has completed on other CPUs. If
 793  *        %SCF_RUN_LOCAL is set, the function will also be run locally
 794  *        if the local CPU is set in the @cpumask.
 795  *
 796  * If @wait is true, then returns once @func has returned.
 797  *
 798  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
 799  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler. Preemption
 800  * must be disabled when calling this function.
 801  */
 802 void smp_call_function_many(const struct cpumask *mask,
 803                             smp_call_func_t func, void *info, bool wait)
 804 {
 805         smp_call_function_many_cond(mask, func, info, wait * SCF_WAIT, NULL);
 806 }
 807 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function_many);
 808
 809 /**
 810  * smp_call_function(): Run a function on all other CPUs.
 811  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
 812  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
 813  * @wait: If true, wait (atomically) until function has completed
 814  *        on other CPUs.
 815  *
 816  * Returns 0.
 817  *
 818  * If @wait is true, then returns once @func has returned; otherwise
 819  * it returns just before the target cpu calls @func.
 820  *
 821  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
 822  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler.
 823  */
 824 void smp_call_function(smp_call_func_t func, void *info, int wait)
 825 {
 826         preempt_disable();
 827         smp_call_function_many(cpu_online_mask, func, info, wait);
 828         preempt_enable();
 829 }
 830 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function);
 831
 832 /* Setup configured maximum number of CPUs to activate */
 833 unsigned int setup_max_cpus = NR_CPUS;
 834 EXPORT_SYMBOL(setup_max_cpus);
 835
 836
 837 /*
 838  * Setup routine for controlling SMP activation
 839  *
 840  * Command-line option of "nosmp" or "maxcpus=0" will disable SMP
 841  * activation entirely (the MPS table probe still happens, though).
 842  *
 843  * Command-line option of "maxcpus=<NUM>", where <NUM> is an integer
 844  * greater than 0, limits the maximum number of CPUs activated in
 845  * SMP mode to <NUM>.
 846  */
 847
 848 void __weak arch_disable_smp_support(void) { }
 849
 850 static int __init nosmp(char *str)
 851 {
 852         setup_max_cpus = 0;
 853         arch_disable_smp_support();
 854
 855         return 0;
 856 }
 857
 858 early_param("nosmp", nosmp);
 859
 860 /* this is hard limit */
 861 static int __init nrcpus(char *str)
 862 {
 863         int nr_cpus;
 864
 865         if (get_option(&str, &nr_cpus) && nr_cpus > 0 && nr_cpus < nr_cpu_ids)
 866                 set_nr_cpu_ids(nr_cpus);
 867
 868         return 0;
 869 }
 870
 871 early_param("nr_cpus", nrcpus);
 872
 873 static int __init maxcpus(char *str)
 874 {
 875         get_option(&str, &setup_max_cpus);
 876         if (setup_max_cpus == 0)
 877                 arch_disable_smp_support();
 878
 879         return 0;
 880 }
 881
 882 early_param("maxcpus", maxcpus);
 883
 884 #if (NR_CPUS > 1) && !defined(CONFIG_FORCE_NR_CPUS)
 885 /* Setup number of possible processor ids */
 886 unsigned int nr_cpu_ids __read_mostly = NR_CPUS;
 887 EXPORT_SYMBOL(nr_cpu_ids);
 888 #endif
 889
 890 /* An arch may set nr_cpu_ids earlier if needed, so this would be redundant */
 891 void __init setup_nr_cpu_ids(void)
 892 {
 893         set_nr_cpu_ids(find_last_bit(cpumask_bits(cpu_possible_mask), NR_CPUS) + 1);
 894 }
 895
 896 /* Called by boot processor to activate the rest. */
 897 void __init smp_init(void)
 898 {
 899         int num_nodes, num_cpus;
 900
 901         idle_threads_init();
 902         cpuhp_threads_init();
 903
 904         pr_info("Bringing up secondary CPUs ...\n");
 905
 906         bringup_nonboot_cpus(setup_max_cpus);
 907
 908         num_nodes = num_online_nodes();
 909         num_cpus  = num_online_cpus();
 910         pr_info("Brought up %d node%s, %d CPU%s\n",
 911                 num_nodes, (num_nodes > 1 ? "s" : ""),
 912                 num_cpus,  (num_cpus  > 1 ? "s" : ""));
 913
 914         /* Any cleanup work */
 915         smp_cpus_done(setup_max_cpus);
 916 }
 917
 918 /*
 919  * on_each_cpu_cond(): Call a function on each processor for which
 920  * the supplied function cond_func returns true, optionally waiting
 921  * for all the required CPUs to finish. This may include the local
 922  * processor.
 923  * @cond_func:  A callback function that is passed a cpu id and
 924  *              the info parameter. The function is called
 925  *              with preemption disabled. The function should
 926  *              return a blooean value indicating whether to IPI
 927  *              the specified CPU.
 928  * @func:       The function to run on all applicable CPUs.
 929  *              This must be fast and non-blocking.
 930  * @info:       An arbitrary pointer to pass to both functions.
 931  * @wait:       If true, wait (atomically) until function has
 932  *              completed on other CPUs.
 933  *
 934  * Preemption is disabled to protect against CPUs going offline but not online.
 935  * CPUs going online during the call will not be seen or sent an IPI.
 936  *
 937  * You must not call this function with disabled interrupts or
 938  * from a hardware interrupt handler or from a bottom half handler.
 939  */
 940 void on_each_cpu_cond_mask(smp_cond_func_t cond_func, smp_call_func_t func,
 941                            void *info, bool wait, const struct cpumask *mask)
 942 {
 943         unsigned int scf_flags = SCF_RUN_LOCAL;
 944
 945         if (wait)
 946                 scf_flags |= SCF_WAIT;
 947
 948         preempt_disable();
 949         smp_call_function_many_cond(mask, func, info, scf_flags, cond_func);
 950         preempt_enable();
 951 }
 952 EXPORT_SYMBOL(on_each_cpu_cond_mask);
 953
 954 static void do_nothing(void *unused)
 955 {
 956 }
 957
 958 /**
 959  * kick_all_cpus_sync - Force all cpus out of idle
 960  *
 961  * Used to synchronize the update of pm_idle function pointer. It's
 962  * called after the pointer is updated and returns after the dummy
 963  * callback function has been executed on all cpus. The execution of
 964  * the function can only happen on the remote cpus after they have
 965  * left the idle function which had been called via pm_idle function
 966  * pointer. So it's guaranteed that nothing uses the previous pointer
 967  * anymore.
 968  */
 969 void kick_all_cpus_sync(void)
 970 {
 971         /* Make sure the change is visible before we kick the cpus */
 972         smp_mb();
 973         smp_call_function(do_nothing, NULL, 1);
 974 }
 975 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_all_cpus_sync);
 976
 977 /**
 978  * wake_up_all_idle_cpus - break all cpus out of idle
 979  * wake_up_all_idle_cpus try to break all cpus which is in idle state even
 980  * including idle polling cpus, for non-idle cpus, we will do nothing
 981  * for them.
 982  */
 983 void wake_up_all_idle_cpus(void)
 984 {
 985         int cpu;
 986
 987         for_each_possible_cpu(cpu) {
 988                 preempt_disable();
 989                 if (cpu != smp_processor_id() && cpu_online(cpu))
 990                         wake_up_if_idle(cpu);
 991                 preempt_enable();
 992         }
 993 }
 994 EXPORT_SYMBOL_GPL(wake_up_all_idle_cpus);
 995
 996 /**
 997  * struct smp_call_on_cpu_struct - Call a function on a specific CPU
 998  * @work: &work_struct
 999  * @done: &completion to signal
1000  * @func: function to call
1001  * @data: function's data argument
1002  * @ret: return value from @func
1003  * @cpu: target CPU (%-1 for any CPU)
1004  *
1005  * Used to call a function on a specific cpu and wait for it to return.
1006  * Optionally make sure the call is done on a specified physical cpu via vcpu
1007  * pinning in order to support virtualized environments.
1008  */
1009 struct smp_call_on_cpu_struct {
1010         struct work_struct      work;
1011         struct completion       done;
1012         int                     (*func)(void *);
1013         void                    *data;
1014         int                     ret;
1015         int                     cpu;
1016 };
1017
1018 static void smp_call_on_cpu_callback(struct work_struct *work)
1019 {
1020         struct smp_call_on_cpu_struct *sscs;
1021
1022         sscs = container_of(work, struct smp_call_on_cpu_struct, work);
1023         if (sscs->cpu >= 0)
1024                 hypervisor_pin_vcpu(sscs->cpu);
1025         sscs->ret = sscs->func(sscs->data);
1026         if (sscs->cpu >= 0)
1027                 hypervisor_pin_vcpu(-1);
1028
1029         complete(&sscs->done);
1030 }
1031
1032 int smp_call_on_cpu(unsigned int cpu, int (*func)(void *), void *par, bool phys)
1033 {
1034         struct smp_call_on_cpu_struct sscs = {
1035                 .done = COMPLETION_INITIALIZER_ONSTACK(sscs.done),
1036                 .func = func,
1037                 .data = par,
1038                 .cpu  = phys ? cpu : -1,
1039         };
1040
1041         INIT_WORK_ONSTACK(&sscs.work, smp_call_on_cpu_callback);
1042
1043         if (cpu >= nr_cpu_ids || !cpu_online(cpu))
1044                 return -ENXIO;
1045
1046         queue_work_on(cpu, system_wq, &sscs.work);
1047         wait_for_completion(&sscs.done);
1048
1049         return sscs.ret;
1050 }
1051 EXPORT_SYMBOL_GPL(smp_call_on_cpu);