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
  28 #include "smpboot.h"
  29 #include "sched/smp.h"
  30
  31 #define CSD_TYPE(_csd)  ((_csd)->node.u_flags & CSD_FLAG_TYPE_MASK)
  32
  33 struct call_function_data {
  34         call_single_data_t      __percpu *csd;
  35         cpumask_var_t           cpumask;
  36         cpumask_var_t           cpumask_ipi;
  37 };
  38
  39 static DEFINE_PER_CPU_ALIGNED(struct call_function_data, cfd_data);
  40
  41 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct llist_head, call_single_queue);
  42
  43 static void flush_smp_call_function_queue(bool warn_cpu_offline);
  44
  45 int smpcfd_prepare_cpu(unsigned int cpu)
  46 {
  47         struct call_function_data *cfd = &per_cpu(cfd_data, cpu);
  48
  49         if (!zalloc_cpumask_var_node(&cfd->cpumask, GFP_KERNEL,
  50                                      cpu_to_node(cpu)))
  51                 return -ENOMEM;
  52         if (!zalloc_cpumask_var_node(&cfd->cpumask_ipi, GFP_KERNEL,
  53                                      cpu_to_node(cpu))) {
  54                 free_cpumask_var(cfd->cpumask);
  55                 return -ENOMEM;
  56         }
  57         cfd->csd = alloc_percpu(call_single_data_t);
  58         if (!cfd->csd) {
  59                 free_cpumask_var(cfd->cpumask);
  60                 free_cpumask_var(cfd->cpumask_ipi);
  61                 return -ENOMEM;
  62         }
  63
  64         return 0;
  65 }
  66
  67 int smpcfd_dead_cpu(unsigned int cpu)
  68 {
  69         struct call_function_data *cfd = &per_cpu(cfd_data, cpu);
  70
  71         free_cpumask_var(cfd->cpumask);
  72         free_cpumask_var(cfd->cpumask_ipi);
  73         free_percpu(cfd->csd);
  74         return 0;
  75 }
  76
  77 int smpcfd_dying_cpu(unsigned int cpu)
  78 {
  79         /*
  80          * The IPIs for the smp-call-function callbacks queued by other
  81          * CPUs might arrive late, either due to hardware latencies or
  82          * because this CPU disabled interrupts (inside stop-machine)
  83          * before the IPIs were sent. So flush out any pending callbacks
  84          * explicitly (without waiting for the IPIs to arrive), to
  85          * ensure that the outgoing CPU doesn't go offline with work
  86          * still pending.
  87          */
  88         flush_smp_call_function_queue(false);
  89         irq_work_run();
  90         return 0;
  91 }
  92
  93 void __init call_function_init(void)
  94 {
  95         int i;
  96
  97         for_each_possible_cpu(i)
  98                 init_llist_head(&per_cpu(call_single_queue, i));
  99
 100         smpcfd_prepare_cpu(smp_processor_id());
 101 }
 102
 103 #ifdef CONFIG_CSD_LOCK_WAIT_DEBUG
 104
 105 static DEFINE_PER_CPU(call_single_data_t *, cur_csd);
 106 static DEFINE_PER_CPU(smp_call_func_t, cur_csd_func);
 107 static DEFINE_PER_CPU(void *, cur_csd_info);
 108
 109 #define CSD_LOCK_TIMEOUT (5ULL * NSEC_PER_SEC)
 110 static atomic_t csd_bug_count = ATOMIC_INIT(0);
 111
 112 /* Record current CSD work for current CPU, NULL to erase. */
 113 static void csd_lock_record(call_single_data_t *csd)
 114 {
 115         if (!csd) {
 116                 smp_mb(); /* NULL cur_csd after unlock. */
 117                 __this_cpu_write(cur_csd, NULL);
 118                 return;
 119         }
 120         __this_cpu_write(cur_csd_func, csd->func);
 121         __this_cpu_write(cur_csd_info, csd->info);
 122         smp_wmb(); /* func and info before csd. */
 123         __this_cpu_write(cur_csd, csd);
 124         smp_mb(); /* Update cur_csd before function call. */
 125                   /* Or before unlock, as the case may be. */
 126 }
 127
 128 static __always_inline int csd_lock_wait_getcpu(call_single_data_t *csd)
 129 {
 130         unsigned int csd_type;
 131
 132         csd_type = CSD_TYPE(csd);
 133         if (csd_type == CSD_TYPE_ASYNC || csd_type == CSD_TYPE_SYNC)
 134                 return csd->node.dst; /* Other CSD_TYPE_ values might not have ->dst. */
 135         return -1;
 136 }
 137
 138 /*
 139  * Complain if too much time spent waiting.  Note that only
 140  * the CSD_TYPE_SYNC/ASYNC types provide the destination CPU,
 141  * so waiting on other types gets much less information.
 142  */
 143 static __always_inline bool csd_lock_wait_toolong(call_single_data_t *csd, u64 ts0, u64 *ts1, int *bug_id)
 144 {
 145         int cpu = -1;
 146         int cpux;
 147         bool firsttime;
 148         u64 ts2, ts_delta;
 149         call_single_data_t *cpu_cur_csd;
 150         unsigned int flags = READ_ONCE(csd->node.u_flags);
 151
 152         if (!(flags & CSD_FLAG_LOCK)) {
 153                 if (!unlikely(*bug_id))
 154                         return true;
 155                 cpu = csd_lock_wait_getcpu(csd);
 156                 pr_alert("csd: CSD lock (#%d) got unstuck on CPU#%02d, CPU#%02d released the lock.\n",
 157                          *bug_id, raw_smp_processor_id(), cpu);
 158                 return true;
 159         }
 160
 161         ts2 = sched_clock();
 162         ts_delta = ts2 - *ts1;
 163         if (likely(ts_delta <= CSD_LOCK_TIMEOUT))
 164                 return false;
 165
 166         firsttime = !*bug_id;
 167         if (firsttime)
 168                 *bug_id = atomic_inc_return(&csd_bug_count);
 169         cpu = csd_lock_wait_getcpu(csd);
 170         if (WARN_ONCE(cpu < 0 || cpu >= nr_cpu_ids, "%s: cpu = %d\n", __func__, cpu))
 171                 cpux = 0;
 172         else
 173                 cpux = cpu;
 174         cpu_cur_csd = smp_load_acquire(&per_cpu(cur_csd, cpux)); /* Before func and info. */
 175         pr_alert("csd: %s non-responsive CSD lock (#%d) on CPU#%d, waiting %llu ns for CPU#%02d %pS(%ps).\n",
 176                  firsttime ? "Detected" : "Continued", *bug_id, raw_smp_processor_id(), ts2 - ts0,
 177                  cpu, csd->func, csd->info);
 178         if (cpu_cur_csd && csd != cpu_cur_csd) {
 179                 pr_alert("\tcsd: CSD lock (#%d) handling prior %pS(%ps) request.\n",
 180                          *bug_id, READ_ONCE(per_cpu(cur_csd_func, cpux)),
 181                          READ_ONCE(per_cpu(cur_csd_info, cpux)));
 182         } else {
 183                 pr_alert("\tcsd: CSD lock (#%d) %s.\n",
 184                          *bug_id, !cpu_cur_csd ? "unresponsive" : "handling this request");
 185         }
 186         if (cpu >= 0) {
 187                 if (!trigger_single_cpu_backtrace(cpu))
 188                         dump_cpu_task(cpu);
 189                 if (!cpu_cur_csd) {
 190                         pr_alert("csd: Re-sending CSD lock (#%d) IPI from CPU#%02d to CPU#%02d\n", *bug_id, raw_smp_processor_id(), cpu);
 191                         arch_send_call_function_single_ipi(cpu);
 192                 }
 193         }
 194         dump_stack();
 195         *ts1 = ts2;
 196
 197         return false;
 198 }
 199
 200 /*
 201  * csd_lock/csd_unlock used to serialize access to per-cpu csd resources
 202  *
 203  * For non-synchronous ipi calls the csd can still be in use by the
 204  * previous function call. For multi-cpu calls its even more interesting
 205  * as we'll have to ensure no other cpu is observing our csd.
 206  */
 207 static __always_inline void csd_lock_wait(call_single_data_t *csd)
 208 {
 209         int bug_id = 0;
 210         u64 ts0, ts1;
 211
 212         ts1 = ts0 = sched_clock();
 213         for (;;) {
 214                 if (csd_lock_wait_toolong(csd, ts0, &ts1, &bug_id))
 215                         break;
 216                 cpu_relax();
 217         }
 218         smp_acquire__after_ctrl_dep();
 219 }
 220
 221 #else
 222 static void csd_lock_record(call_single_data_t *csd)
 223 {
 224 }
 225
 226 static __always_inline void csd_lock_wait(call_single_data_t *csd)
 227 {
 228         smp_cond_load_acquire(&csd->node.u_flags, !(VAL & CSD_FLAG_LOCK));
 229 }
 230 #endif
 231
 232 static __always_inline void csd_lock(call_single_data_t *csd)
 233 {
 234         csd_lock_wait(csd);
 235         csd->node.u_flags |= CSD_FLAG_LOCK;
 236
 237         /*
 238          * prevent CPU from reordering the above assignment
 239          * to ->flags with any subsequent assignments to other
 240          * fields of the specified call_single_data_t structure:
 241          */
 242         smp_wmb();
 243 }
 244
 245 static __always_inline void csd_unlock(call_single_data_t *csd)
 246 {
 247         WARN_ON(!(csd->node.u_flags & CSD_FLAG_LOCK));
 248
 249         /*
 250          * ensure we're all done before releasing data:
 251          */
 252         smp_store_release(&csd->node.u_flags, 0);
 253 }
 254
 255 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(call_single_data_t, csd_data);
 256
 257 void __smp_call_single_queue(int cpu, struct llist_node *node)
 258 {
 259         /*
 260          * The list addition should be visible before sending the IPI
 261          * handler locks the list to pull the entry off it because of
 262          * normal cache coherency rules implied by spinlocks.
 263          *
 264          * If IPIs can go out of order to the cache coherency protocol
 265          * in an architecture, sufficient synchronisation should be added
 266          * to arch code to make it appear to obey cache coherency WRT
 267          * locking and barrier primitives. Generic code isn't really
 268          * equipped to do the right thing...
 269          */
 270         if (llist_add(node, &per_cpu(call_single_queue, cpu)))
 271                 send_call_function_single_ipi(cpu);
 272 }
 273
 274 /*
 275  * Insert a previously allocated call_single_data_t element
 276  * for execution on the given CPU. data must already have
 277  * ->func, ->info, and ->flags set.
 278  */
 279 static int generic_exec_single(int cpu, call_single_data_t *csd)
 280 {
 281         if (cpu == smp_processor_id()) {
 282                 smp_call_func_t func = csd->func;
 283                 void *info = csd->info;
 284                 unsigned long flags;
 285
 286                 /*
 287                  * We can unlock early even for the synchronous on-stack case,
 288                  * since we're doing this from the same CPU..
 289                  */
 290                 csd_lock_record(csd);
 291                 csd_unlock(csd);
 292                 local_irq_save(flags);
 293                 func(info);
 294                 csd_lock_record(NULL);
 295                 local_irq_restore(flags);
 296                 return 0;
 297         }
 298
 299         if ((unsigned)cpu >= nr_cpu_ids || !cpu_online(cpu)) {
 300                 csd_unlock(csd);
 301                 return -ENXIO;
 302         }
 303
 304         __smp_call_single_queue(cpu, &csd->node.llist);
 305
 306         return 0;
 307 }
 308
 309 /**
 310  * generic_smp_call_function_single_interrupt - Execute SMP IPI callbacks
 311  *
 312  * Invoked by arch to handle an IPI for call function single.
 313  * Must be called with interrupts disabled.
 314  */
 315 void generic_smp_call_function_single_interrupt(void)
 316 {
 317         flush_smp_call_function_queue(true);
 318 }
 319
 320 /**
 321  * flush_smp_call_function_queue - Flush pending smp-call-function callbacks
 322  *
 323  * @warn_cpu_offline: If set to 'true', warn if callbacks were queued on an
 324  *                    offline CPU. Skip this check if set to 'false'.
 325  *
 326  * Flush any pending smp-call-function callbacks queued on this CPU. This is
 327  * invoked by the generic IPI handler, as well as by a CPU about to go offline,
 328  * to ensure that all pending IPI callbacks are run before it goes completely
 329  * offline.
 330  *
 331  * Loop through the call_single_queue and run all the queued callbacks.
 332  * Must be called with interrupts disabled.
 333  */
 334 static void flush_smp_call_function_queue(bool warn_cpu_offline)
 335 {
 336         call_single_data_t *csd, *csd_next;
 337         struct llist_node *entry, *prev;
 338         struct llist_head *head;
 339         static bool warned;
 340
 341         lockdep_assert_irqs_disabled();
 342
 343         head = this_cpu_ptr(&call_single_queue);
 344         entry = llist_del_all(head);
 345         entry = llist_reverse_order(entry);
 346
 347         /* There shouldn't be any pending callbacks on an offline CPU. */
 348         if (unlikely(warn_cpu_offline && !cpu_online(smp_processor_id()) &&
 349                      !warned && !llist_empty(head))) {
 350                 warned = true;
 351                 WARN(1, "IPI on offline CPU %d\n", smp_processor_id());
 352
 353                 /*
 354                  * We don't have to use the _safe() variant here
 355                  * because we are not invoking the IPI handlers yet.
 356                  */
 357                 llist_for_each_entry(csd, entry, node.llist) {
 358                         switch (CSD_TYPE(csd)) {
 359                         case CSD_TYPE_ASYNC:
 360                         case CSD_TYPE_SYNC:
 361                         case CSD_TYPE_IRQ_WORK:
 362                                 pr_warn("IPI callback %pS sent to offline CPU\n",
 363                                         csd->func);
 364                                 break;
 365
 366                         case CSD_TYPE_TTWU:
 367                                 pr_warn("IPI task-wakeup sent to offline CPU\n");
 368                                 break;
 369
 370                         default:
 371                                 pr_warn("IPI callback, unknown type %d, sent to offline CPU\n",
 372                                         CSD_TYPE(csd));
 373                                 break;
 374                         }
 375                 }
 376         }
 377
 378         /*
 379          * First; run all SYNC callbacks, people are waiting for us.
 380          */
 381         prev = NULL;
 382         llist_for_each_entry_safe(csd, csd_next, entry, node.llist) {
 383                 /* Do we wait until *after* callback? */
 384                 if (CSD_TYPE(csd) == CSD_TYPE_SYNC) {
 385                         smp_call_func_t func = csd->func;
 386                         void *info = csd->info;
 387
 388                         if (prev) {
 389                                 prev->next = &csd_next->node.llist;
 390                         } else {
 391                                 entry = &csd_next->node.llist;
 392                         }
 393
 394                         csd_lock_record(csd);
 395                         func(info);
 396                         csd_unlock(csd);
 397                         csd_lock_record(NULL);
 398                 } else {
 399                         prev = &csd->node.llist;
 400                 }
 401         }
 402
 403         if (!entry)
 404                 return;
 405
 406         /*
 407          * Second; run all !SYNC callbacks.
 408          */
 409         prev = NULL;
 410         llist_for_each_entry_safe(csd, csd_next, entry, node.llist) {
 411                 int type = CSD_TYPE(csd);
 412
 413                 if (type != CSD_TYPE_TTWU) {
 414                         if (prev) {
 415                                 prev->next = &csd_next->node.llist;
 416                         } else {
 417                                 entry = &csd_next->node.llist;
 418                         }
 419
 420                         if (type == CSD_TYPE_ASYNC) {
 421                                 smp_call_func_t func = csd->func;
 422                                 void *info = csd->info;
 423
 424                                 csd_lock_record(csd);
 425                                 csd_unlock(csd);
 426                                 func(info);
 427                                 csd_lock_record(NULL);
 428                         } else if (type == CSD_TYPE_IRQ_WORK) {
 429                                 irq_work_single(csd);
 430                         }
 431
 432                 } else {
 433                         prev = &csd->node.llist;
 434                 }
 435         }
 436
 437         /*
 438          * Third; only CSD_TYPE_TTWU is left, issue those.
 439          */
 440         if (entry)
 441                 sched_ttwu_pending(entry);
 442 }
 443
 444 void flush_smp_call_function_from_idle(void)
 445 {
 446         unsigned long flags;
 447
 448         if (llist_empty(this_cpu_ptr(&call_single_queue)))
 449                 return;
 450
 451         local_irq_save(flags);
 452         flush_smp_call_function_queue(true);
 453         if (local_softirq_pending())
 454                 do_softirq();
 455
 456         local_irq_restore(flags);
 457 }
 458
 459 /*
 460  * smp_call_function_single - Run a function on a specific CPU
 461  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
 462  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
 463  * @wait: If true, wait until function has completed on other CPUs.
 464  *
 465  * Returns 0 on success, else a negative status code.
 466  */
 467 int smp_call_function_single(int cpu, smp_call_func_t func, void *info,
 468                              int wait)
 469 {
 470         call_single_data_t *csd;
 471         call_single_data_t csd_stack = {
 472                 .node = { .u_flags = CSD_FLAG_LOCK | CSD_TYPE_SYNC, },
 473         };
 474         int this_cpu;
 475         int err;
 476
 477         /*
 478          * prevent preemption and reschedule on another processor,
 479          * as well as CPU removal
 480          */
 481         this_cpu = get_cpu();
 482
 483         /*
 484          * Can deadlock when called with interrupts disabled.
 485          * We allow cpu's that are not yet online though, as no one else can
 486          * send smp call function interrupt to this cpu and as such deadlocks
 487          * can't happen.
 488          */
 489         WARN_ON_ONCE(cpu_online(this_cpu) && irqs_disabled()
 490                      && !oops_in_progress);
 491
 492         /*
 493          * When @wait we can deadlock when we interrupt between llist_add() and
 494          * arch_send_call_function_ipi*(); when !@wait we can deadlock due to
 495          * csd_lock() on because the interrupt context uses the same csd
 496          * storage.
 497          */
 498         WARN_ON_ONCE(!in_task());
 499
 500         csd = &csd_stack;
 501         if (!wait) {
 502                 csd = this_cpu_ptr(&csd_data);
 503                 csd_lock(csd);
 504         }
 505
 506         csd->func = func;
 507         csd->info = info;
 508 #ifdef CONFIG_CSD_LOCK_WAIT_DEBUG
 509         csd->node.src = smp_processor_id();
 510         csd->node.dst = cpu;
 511 #endif
 512
 513         err = generic_exec_single(cpu, csd);
 514
 515         if (wait)
 516                 csd_lock_wait(csd);
 517
 518         put_cpu();
 519
 520         return err;
 521 }
 522 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function_single);
 523
 524 /**
 525  * smp_call_function_single_async(): Run an asynchronous function on a
 526  *                               specific CPU.
 527  * @cpu: The CPU to run on.
 528  * @csd: Pre-allocated and setup data structure
 529  *
 530  * Like smp_call_function_single(), but the call is asynchonous and
 531  * can thus be done from contexts with disabled interrupts.
 532  *
 533  * The caller passes his own pre-allocated data structure
 534  * (ie: embedded in an object) and is responsible for synchronizing it
 535  * such that the IPIs performed on the @csd are strictly serialized.
 536  *
 537  * If the function is called with one csd which has not yet been
 538  * processed by previous call to smp_call_function_single_async(), the
 539  * function will return immediately with -EBUSY showing that the csd
 540  * object is still in progress.
 541  *
 542  * NOTE: Be careful, there is unfortunately no current debugging facility to
 543  * validate the correctness of this serialization.
 544  */
 545 int smp_call_function_single_async(int cpu, call_single_data_t *csd)
 546 {
 547         int err = 0;
 548
 549         preempt_disable();
 550
 551         if (csd->node.u_flags & CSD_FLAG_LOCK) {
 552                 err = -EBUSY;
 553                 goto out;
 554         }
 555
 556         csd->node.u_flags = CSD_FLAG_LOCK;
 557         smp_wmb();
 558
 559         err = generic_exec_single(cpu, csd);
 560
 561 out:
 562         preempt_enable();
 563
 564         return err;
 565 }
 566 EXPORT_SYMBOL_GPL(smp_call_function_single_async);
 567
 568 /*
 569  * smp_call_function_any - Run a function on any of the given cpus
 570  * @mask: The mask of cpus it can run on.
 571  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
 572  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
 573  * @wait: If true, wait until function has completed.
 574  *
 575  * Returns 0 on success, else a negative status code (if no cpus were online).
 576  *
 577  * Selection preference:
 578  *      1) current cpu if in @mask
 579  *      2) any cpu of current node if in @mask
 580  *      3) any other online cpu in @mask
 581  */
 582 int smp_call_function_any(const struct cpumask *mask,
 583                           smp_call_func_t func, void *info, int wait)
 584 {
 585         unsigned int cpu;
 586         const struct cpumask *nodemask;
 587         int ret;
 588
 589         /* Try for same CPU (cheapest) */
 590         cpu = get_cpu();
 591         if (cpumask_test_cpu(cpu, mask))
 592                 goto call;
 593
 594         /* Try for same node. */
 595         nodemask = cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
 596         for (cpu = cpumask_first_and(nodemask, mask); cpu < nr_cpu_ids;
 597              cpu = cpumask_next_and(cpu, nodemask, mask)) {
 598                 if (cpu_online(cpu))
 599                         goto call;
 600         }
 601
 602         /* Any online will do: smp_call_function_single handles nr_cpu_ids. */
 603         cpu = cpumask_any_and(mask, cpu_online_mask);
 604 call:
 605         ret = smp_call_function_single(cpu, func, info, wait);
 606         put_cpu();
 607         return ret;
 608 }
 609 EXPORT_SYMBOL_GPL(smp_call_function_any);
 610
 611 static void smp_call_function_many_cond(const struct cpumask *mask,
 612                                         smp_call_func_t func, void *info,
 613                                         bool wait, smp_cond_func_t cond_func)
 614 {
 615         struct call_function_data *cfd;
 616         int cpu, next_cpu, this_cpu = smp_processor_id();
 617
 618         /*
 619          * Can deadlock when called with interrupts disabled.
 620          * We allow cpu's that are not yet online though, as no one else can
 621          * send smp call function interrupt to this cpu and as such deadlocks
 622          * can't happen.
 623          */
 624         WARN_ON_ONCE(cpu_online(this_cpu) && irqs_disabled()
 625                      && !oops_in_progress && !early_boot_irqs_disabled);
 626
 627         /*
 628          * When @wait we can deadlock when we interrupt between llist_add() and
 629          * arch_send_call_function_ipi*(); when !@wait we can deadlock due to
 630          * csd_lock() on because the interrupt context uses the same csd
 631          * storage.
 632          */
 633         WARN_ON_ONCE(!in_task());
 634
 635         /* Try to fastpath.  So, what's a CPU they want? Ignoring this one. */
 636         cpu = cpumask_first_and(mask, cpu_online_mask);
 637         if (cpu == this_cpu)
 638                 cpu = cpumask_next_and(cpu, mask, cpu_online_mask);
 639
 640         /* No online cpus?  We're done. */
 641         if (cpu >= nr_cpu_ids)
 642                 return;
 643
 644         /* Do we have another CPU which isn't us? */
 645         next_cpu = cpumask_next_and(cpu, mask, cpu_online_mask);
 646         if (next_cpu == this_cpu)
 647                 next_cpu = cpumask_next_and(next_cpu, mask, cpu_online_mask);
 648
 649         /* Fastpath: do that cpu by itself. */
 650         if (next_cpu >= nr_cpu_ids) {
 651                 if (!cond_func || cond_func(cpu, info))
 652                         smp_call_function_single(cpu, func, info, wait);
 653                 return;
 654         }
 655
 656         cfd = this_cpu_ptr(&cfd_data);
 657
 658         cpumask_and(cfd->cpumask, mask, cpu_online_mask);
 659         __cpumask_clear_cpu(this_cpu, cfd->cpumask);
 660
 661         /* Some callers race with other cpus changing the passed mask */
 662         if (unlikely(!cpumask_weight(cfd->cpumask)))
 663                 return;
 664
 665         cpumask_clear(cfd->cpumask_ipi);
 666         for_each_cpu(cpu, cfd->cpumask) {
 667                 call_single_data_t *csd = per_cpu_ptr(cfd->csd, cpu);
 668
 669                 if (cond_func && !cond_func(cpu, info))
 670                         continue;
 671
 672                 csd_lock(csd);
 673                 if (wait)
 674                         csd->node.u_flags |= CSD_TYPE_SYNC;
 675                 csd->func = func;
 676                 csd->info = info;
 677 #ifdef CONFIG_CSD_LOCK_WAIT_DEBUG
 678                 csd->node.src = smp_processor_id();
 679                 csd->node.dst = cpu;
 680 #endif
 681                 if (llist_add(&csd->node.llist, &per_cpu(call_single_queue, cpu)))
 682                         __cpumask_set_cpu(cpu, cfd->cpumask_ipi);
 683         }
 684
 685         /* Send a message to all CPUs in the map */
 686         arch_send_call_function_ipi_mask(cfd->cpumask_ipi);
 687
 688         if (wait) {
 689                 for_each_cpu(cpu, cfd->cpumask) {
 690                         call_single_data_t *csd;
 691
 692                         csd = per_cpu_ptr(cfd->csd, cpu);
 693                         csd_lock_wait(csd);
 694                 }
 695         }
 696 }
 697
 698 /**
 699  * smp_call_function_many(): Run a function on a set of other CPUs.
 700  * @mask: The set of cpus to run on (only runs on online subset).
 701  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
 702  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
 703  * @wait: If true, wait (atomically) until function has completed
 704  *        on other CPUs.
 705  *
 706  * If @wait is true, then returns once @func has returned.
 707  *
 708  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
 709  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler. Preemption
 710  * must be disabled when calling this function.
 711  */
 712 void smp_call_function_many(const struct cpumask *mask,
 713                             smp_call_func_t func, void *info, bool wait)
 714 {
 715         smp_call_function_many_cond(mask, func, info, wait, NULL);
 716 }
 717 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function_many);
 718
 719 /**
 720  * smp_call_function(): Run a function on all other CPUs.
 721  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
 722  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
 723  * @wait: If true, wait (atomically) until function has completed
 724  *        on other CPUs.
 725  *
 726  * Returns 0.
 727  *
 728  * If @wait is true, then returns once @func has returned; otherwise
 729  * it returns just before the target cpu calls @func.
 730  *
 731  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
 732  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler.
 733  */
 734 void smp_call_function(smp_call_func_t func, void *info, int wait)
 735 {
 736         preempt_disable();
 737         smp_call_function_many(cpu_online_mask, func, info, wait);
 738         preempt_enable();
 739 }
 740 EXPORT_SYMBOL(smp_call_function);
 741
 742 /* Setup configured maximum number of CPUs to activate */
 743 unsigned int setup_max_cpus = NR_CPUS;
 744 EXPORT_SYMBOL(setup_max_cpus);
 745
 746
 747 /*
 748  * Setup routine for controlling SMP activation
 749  *
 750  * Command-line option of "nosmp" or "maxcpus=0" will disable SMP
 751  * activation entirely (the MPS table probe still happens, though).
 752  *
 753  * Command-line option of "maxcpus=<NUM>", where <NUM> is an integer
 754  * greater than 0, limits the maximum number of CPUs activated in
 755  * SMP mode to <NUM>.
 756  */
 757
 758 void __weak arch_disable_smp_support(void) { }
 759
 760 static int __init nosmp(char *str)
 761 {
 762         setup_max_cpus = 0;
 763         arch_disable_smp_support();
 764
 765         return 0;
 766 }
 767
 768 early_param("nosmp", nosmp);
 769
 770 /* this is hard limit */
 771 static int __init nrcpus(char *str)
 772 {
 773         int nr_cpus;
 774
 775         if (get_option(&str, &nr_cpus) && nr_cpus > 0 && nr_cpus < nr_cpu_ids)
 776                 nr_cpu_ids = nr_cpus;
 777
 778         return 0;
 779 }
 780
 781 early_param("nr_cpus", nrcpus);
 782
 783 static int __init maxcpus(char *str)
 784 {
 785         get_option(&str, &setup_max_cpus);
 786         if (setup_max_cpus == 0)
 787                 arch_disable_smp_support();
 788
 789         return 0;
 790 }
 791
 792 early_param("maxcpus", maxcpus);
 793
 794 /* Setup number of possible processor ids */
 795 unsigned int nr_cpu_ids __read_mostly = NR_CPUS;
 796 EXPORT_SYMBOL(nr_cpu_ids);
 797
 798 /* An arch may set nr_cpu_ids earlier if needed, so this would be redundant */
 799 void __init setup_nr_cpu_ids(void)
 800 {
 801         nr_cpu_ids = find_last_bit(cpumask_bits(cpu_possible_mask),NR_CPUS) + 1;
 802 }
 803
 804 /* Called by boot processor to activate the rest. */
 805 void __init smp_init(void)
 806 {
 807         int num_nodes, num_cpus;
 808
 809         idle_threads_init();
 810         cpuhp_threads_init();
 811
 812         pr_info("Bringing up secondary CPUs ...\n");
 813
 814         bringup_nonboot_cpus(setup_max_cpus);
 815
 816         num_nodes = num_online_nodes();
 817         num_cpus  = num_online_cpus();
 818         pr_info("Brought up %d node%s, %d CPU%s\n",
 819                 num_nodes, (num_nodes > 1 ? "s" : ""),
 820                 num_cpus,  (num_cpus  > 1 ? "s" : ""));
 821
 822         /* Any cleanup work */
 823         smp_cpus_done(setup_max_cpus);
 824 }
 825
 826 /*
 827  * Call a function on all processors.  May be used during early boot while
 828  * early_boot_irqs_disabled is set.  Use local_irq_save/restore() instead
 829  * of local_irq_disable/enable().
 830  */
 831 void on_each_cpu(smp_call_func_t func, void *info, int wait)
 832 {
 833         unsigned long flags;
 834
 835         preempt_disable();
 836         smp_call_function(func, info, wait);
 837         local_irq_save(flags);
 838         func(info);
 839         local_irq_restore(flags);
 840         preempt_enable();
 841 }
 842 EXPORT_SYMBOL(on_each_cpu);
 843
 844 /**
 845  * on_each_cpu_mask(): Run a function on processors specified by
 846  * cpumask, which may include the local processor.
 847  * @mask: The set of cpus to run on (only runs on online subset).
 848  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
 849  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
 850  * @wait: If true, wait (atomically) until function has completed
 851  *        on other CPUs.
 852  *
 853  * If @wait is true, then returns once @func has returned.
 854  *
 855  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
 856  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler.  The
 857  * exception is that it may be used during early boot while
 858  * early_boot_irqs_disabled is set.
 859  */
 860 void on_each_cpu_mask(const struct cpumask *mask, smp_call_func_t func,
 861                         void *info, bool wait)
 862 {
 863         int cpu = get_cpu();
 864
 865         smp_call_function_many(mask, func, info, wait);
 866         if (cpumask_test_cpu(cpu, mask)) {
 867                 unsigned long flags;
 868                 local_irq_save(flags);
 869                 func(info);
 870                 local_irq_restore(flags);
 871         }
 872         put_cpu();
 873 }
 874 EXPORT_SYMBOL(on_each_cpu_mask);
 875
 876 /*
 877  * on_each_cpu_cond(): Call a function on each processor for which
 878  * the supplied function cond_func returns true, optionally waiting
 879  * for all the required CPUs to finish. This may include the local
 880  * processor.
 881  * @cond_func:  A callback function that is passed a cpu id and
 882  *              the info parameter. The function is called
 883  *              with preemption disabled. The function should
 884  *              return a blooean value indicating whether to IPI
 885  *              the specified CPU.
 886  * @func:       The function to run on all applicable CPUs.
 887  *              This must be fast and non-blocking.
 888  * @info:       An arbitrary pointer to pass to both functions.
 889  * @wait:       If true, wait (atomically) until function has
 890  *              completed on other CPUs.
 891  *
 892  * Preemption is disabled to protect against CPUs going offline but not online.
 893  * CPUs going online during the call will not be seen or sent an IPI.
 894  *
 895  * You must not call this function with disabled interrupts or
 896  * from a hardware interrupt handler or from a bottom half handler.
 897  */
 898 void on_each_cpu_cond_mask(smp_cond_func_t cond_func, smp_call_func_t func,
 899                            void *info, bool wait, const struct cpumask *mask)
 900 {
 901         int cpu = get_cpu();
 902
 903         smp_call_function_many_cond(mask, func, info, wait, cond_func);
 904         if (cpumask_test_cpu(cpu, mask) && cond_func(cpu, info)) {
 905                 unsigned long flags;
 906
 907                 local_irq_save(flags);
 908                 func(info);
 909                 local_irq_restore(flags);
 910         }
 911         put_cpu();
 912 }
 913 EXPORT_SYMBOL(on_each_cpu_cond_mask);
 914
 915 void on_each_cpu_cond(smp_cond_func_t cond_func, smp_call_func_t func,
 916                       void *info, bool wait)
 917 {
 918         on_each_cpu_cond_mask(cond_func, func, info, wait, cpu_online_mask);
 919 }
 920 EXPORT_SYMBOL(on_each_cpu_cond);
 921
 922 static void do_nothing(void *unused)
 923 {
 924 }
 925
 926 /**
 927  * kick_all_cpus_sync - Force all cpus out of idle
 928  *
 929  * Used to synchronize the update of pm_idle function pointer. It's
 930  * called after the pointer is updated and returns after the dummy
 931  * callback function has been executed on all cpus. The execution of
 932  * the function can only happen on the remote cpus after they have
 933  * left the idle function which had been called via pm_idle function
 934  * pointer. So it's guaranteed that nothing uses the previous pointer
 935  * anymore.
 936  */
 937 void kick_all_cpus_sync(void)
 938 {
 939         /* Make sure the change is visible before we kick the cpus */
 940         smp_mb();
 941         smp_call_function(do_nothing, NULL, 1);
 942 }
 943 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_all_cpus_sync);
 944
 945 /**
 946  * wake_up_all_idle_cpus - break all cpus out of idle
 947  * wake_up_all_idle_cpus try to break all cpus which is in idle state even
 948  * including idle polling cpus, for non-idle cpus, we will do nothing
 949  * for them.
 950  */
 951 void wake_up_all_idle_cpus(void)
 952 {
 953         int cpu;
 954
 955         preempt_disable();
 956         for_each_online_cpu(cpu) {
 957                 if (cpu == smp_processor_id())
 958                         continue;
 959
 960                 wake_up_if_idle(cpu);
 961         }
 962         preempt_enable();
 963 }
 964 EXPORT_SYMBOL_GPL(wake_up_all_idle_cpus);
 965
 966 /**
 967  * smp_call_on_cpu - Call a function on a specific cpu
 968  *
 969  * Used to call a function on a specific cpu and wait for it to return.
 970  * Optionally make sure the call is done on a specified physical cpu via vcpu
 971  * pinning in order to support virtualized environments.
 972  */
 973 struct smp_call_on_cpu_struct {
 974         struct work_struct      work;
 975         struct completion       done;
 976         int                     (*func)(void *);
 977         void                    *data;
 978         int                     ret;
 979         int                     cpu;
 980 };
 981
 982 static void smp_call_on_cpu_callback(struct work_struct *work)
 983 {
 984         struct smp_call_on_cpu_struct *sscs;
 985
 986         sscs = container_of(work, struct smp_call_on_cpu_struct, work);
 987         if (sscs->cpu >= 0)
 988                 hypervisor_pin_vcpu(sscs->cpu);
 989         sscs->ret = sscs->func(sscs->data);
 990         if (sscs->cpu >= 0)
 991                 hypervisor_pin_vcpu(-1);
 992
 993         complete(&sscs->done);
 994 }
 995
 996 int smp_call_on_cpu(unsigned int cpu, int (*func)(void *), void *par, bool phys)
 997 {
 998         struct smp_call_on_cpu_struct sscs = {
 999                 .done = COMPLETION_INITIALIZER_ONSTACK(sscs.done),
1000                 .func = func,
1001                 .data = par,
1002                 .cpu  = phys ? cpu : -1,
1003         };
1004
1005         INIT_WORK_ONSTACK(&sscs.work, smp_call_on_cpu_callback);
1006
1007         if (cpu >= nr_cpu_ids || !cpu_online(cpu))
1008                 return -ENXIO;
1009
1010         queue_work_on(cpu, system_wq, &sscs.work);
1011         wait_for_completion(&sscs.done);
1012
1013         return sscs.ret;
1014 }
1015 EXPORT_SYMBOL_GPL(smp_call_on_cpu);