xref: /linux/kernel/smpboot.c (revision 7ebdfaa52d15b947503f76474477f92854796d96)
138498a67SThomas Gleixner /*
238498a67SThomas Gleixner  * Common SMP CPU bringup/teardown functions
338498a67SThomas Gleixner  */
4f97f8f06SThomas Gleixner #include <linux/cpu.h>
529d5e047SThomas Gleixner #include <linux/err.h>
629d5e047SThomas Gleixner #include <linux/smp.h>
738498a67SThomas Gleixner #include <linux/init.h>
8f97f8f06SThomas Gleixner #include <linux/list.h>
9f97f8f06SThomas Gleixner #include <linux/slab.h>
1029d5e047SThomas Gleixner #include <linux/sched.h>
11f97f8f06SThomas Gleixner #include <linux/export.h>
1229d5e047SThomas Gleixner #include <linux/percpu.h>
13f97f8f06SThomas Gleixner #include <linux/kthread.h>
14f97f8f06SThomas Gleixner #include <linux/smpboot.h>
1538498a67SThomas Gleixner 
1638498a67SThomas Gleixner #include "smpboot.h"
1738498a67SThomas Gleixner 
183180d89bSPaul E. McKenney #ifdef CONFIG_SMP
193180d89bSPaul E. McKenney 
2029d5e047SThomas Gleixner #ifdef CONFIG_GENERIC_SMP_IDLE_THREAD
2129d5e047SThomas Gleixner /*
2229d5e047SThomas Gleixner  * For the hotplug case we keep the task structs around and reuse
2329d5e047SThomas Gleixner  * them.
2429d5e047SThomas Gleixner  */
2529d5e047SThomas Gleixner static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, idle_threads);
2629d5e047SThomas Gleixner 
270db0628dSPaul Gortmaker struct task_struct *idle_thread_get(unsigned int cpu)
2829d5e047SThomas Gleixner {
2929d5e047SThomas Gleixner 	struct task_struct *tsk = per_cpu(idle_threads, cpu);
3029d5e047SThomas Gleixner 
3129d5e047SThomas Gleixner 	if (!tsk)
323bb5d2eeSSuresh Siddha 		return ERR_PTR(-ENOMEM);
3329d5e047SThomas Gleixner 	init_idle(tsk, cpu);
3429d5e047SThomas Gleixner 	return tsk;
3529d5e047SThomas Gleixner }
3629d5e047SThomas Gleixner 
3729d5e047SThomas Gleixner void __init idle_thread_set_boot_cpu(void)
3829d5e047SThomas Gleixner {
3929d5e047SThomas Gleixner 	per_cpu(idle_threads, smp_processor_id()) = current;
4029d5e047SThomas Gleixner }
4129d5e047SThomas Gleixner 
424a70d2d9SSrivatsa S. Bhat /**
434a70d2d9SSrivatsa S. Bhat  * idle_init - Initialize the idle thread for a cpu
444a70d2d9SSrivatsa S. Bhat  * @cpu:	The cpu for which the idle thread should be initialized
454a70d2d9SSrivatsa S. Bhat  *
464a70d2d9SSrivatsa S. Bhat  * Creates the thread if it does not exist.
474a70d2d9SSrivatsa S. Bhat  */
483bb5d2eeSSuresh Siddha static inline void idle_init(unsigned int cpu)
493bb5d2eeSSuresh Siddha {
503bb5d2eeSSuresh Siddha 	struct task_struct *tsk = per_cpu(idle_threads, cpu);
513bb5d2eeSSuresh Siddha 
523bb5d2eeSSuresh Siddha 	if (!tsk) {
533bb5d2eeSSuresh Siddha 		tsk = fork_idle(cpu);
543bb5d2eeSSuresh Siddha 		if (IS_ERR(tsk))
553bb5d2eeSSuresh Siddha 			pr_err("SMP: fork_idle() failed for CPU %u\n", cpu);
563bb5d2eeSSuresh Siddha 		else
573bb5d2eeSSuresh Siddha 			per_cpu(idle_threads, cpu) = tsk;
583bb5d2eeSSuresh Siddha 	}
593bb5d2eeSSuresh Siddha }
603bb5d2eeSSuresh Siddha 
6129d5e047SThomas Gleixner /**
624a70d2d9SSrivatsa S. Bhat  * idle_threads_init - Initialize idle threads for all cpus
6329d5e047SThomas Gleixner  */
643bb5d2eeSSuresh Siddha void __init idle_threads_init(void)
6529d5e047SThomas Gleixner {
66ee74d132SSrivatsa S. Bhat 	unsigned int cpu, boot_cpu;
67ee74d132SSrivatsa S. Bhat 
68ee74d132SSrivatsa S. Bhat 	boot_cpu = smp_processor_id();
6929d5e047SThomas Gleixner 
703bb5d2eeSSuresh Siddha 	for_each_possible_cpu(cpu) {
71ee74d132SSrivatsa S. Bhat 		if (cpu != boot_cpu)
723bb5d2eeSSuresh Siddha 			idle_init(cpu);
7329d5e047SThomas Gleixner 	}
7429d5e047SThomas Gleixner }
7529d5e047SThomas Gleixner #endif
76f97f8f06SThomas Gleixner 
773180d89bSPaul E. McKenney #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
783180d89bSPaul E. McKenney 
79f97f8f06SThomas Gleixner static LIST_HEAD(hotplug_threads);
80f97f8f06SThomas Gleixner static DEFINE_MUTEX(smpboot_threads_lock);
81f97f8f06SThomas Gleixner 
82f97f8f06SThomas Gleixner struct smpboot_thread_data {
83f97f8f06SThomas Gleixner 	unsigned int			cpu;
84f97f8f06SThomas Gleixner 	unsigned int			status;
85f97f8f06SThomas Gleixner 	struct smp_hotplug_thread	*ht;
86f97f8f06SThomas Gleixner };
87f97f8f06SThomas Gleixner 
88f97f8f06SThomas Gleixner enum {
89f97f8f06SThomas Gleixner 	HP_THREAD_NONE = 0,
90f97f8f06SThomas Gleixner 	HP_THREAD_ACTIVE,
91f97f8f06SThomas Gleixner 	HP_THREAD_PARKED,
92f97f8f06SThomas Gleixner };
93f97f8f06SThomas Gleixner 
94f97f8f06SThomas Gleixner /**
95f97f8f06SThomas Gleixner  * smpboot_thread_fn - percpu hotplug thread loop function
96f97f8f06SThomas Gleixner  * @data:	thread data pointer
97f97f8f06SThomas Gleixner  *
98f97f8f06SThomas Gleixner  * Checks for thread stop and park conditions. Calls the necessary
99f97f8f06SThomas Gleixner  * setup, cleanup, park and unpark functions for the registered
100f97f8f06SThomas Gleixner  * thread.
101f97f8f06SThomas Gleixner  *
102f97f8f06SThomas Gleixner  * Returns 1 when the thread should exit, 0 otherwise.
103f97f8f06SThomas Gleixner  */
104f97f8f06SThomas Gleixner static int smpboot_thread_fn(void *data)
105f97f8f06SThomas Gleixner {
106f97f8f06SThomas Gleixner 	struct smpboot_thread_data *td = data;
107f97f8f06SThomas Gleixner 	struct smp_hotplug_thread *ht = td->ht;
108f97f8f06SThomas Gleixner 
109f97f8f06SThomas Gleixner 	while (1) {
110f97f8f06SThomas Gleixner 		set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
111f97f8f06SThomas Gleixner 		preempt_disable();
112f97f8f06SThomas Gleixner 		if (kthread_should_stop()) {
113*7d4d2696SPeter Zijlstra 			__set_current_state(TASK_RUNNING);
114f97f8f06SThomas Gleixner 			preempt_enable();
115f97f8f06SThomas Gleixner 			if (ht->cleanup)
116f97f8f06SThomas Gleixner 				ht->cleanup(td->cpu, cpu_online(td->cpu));
117f97f8f06SThomas Gleixner 			kfree(td);
118f97f8f06SThomas Gleixner 			return 0;
119f97f8f06SThomas Gleixner 		}
120f97f8f06SThomas Gleixner 
121f97f8f06SThomas Gleixner 		if (kthread_should_park()) {
122f97f8f06SThomas Gleixner 			__set_current_state(TASK_RUNNING);
123f97f8f06SThomas Gleixner 			preempt_enable();
124f97f8f06SThomas Gleixner 			if (ht->park && td->status == HP_THREAD_ACTIVE) {
125f97f8f06SThomas Gleixner 				BUG_ON(td->cpu != smp_processor_id());
126f97f8f06SThomas Gleixner 				ht->park(td->cpu);
127f97f8f06SThomas Gleixner 				td->status = HP_THREAD_PARKED;
128f97f8f06SThomas Gleixner 			}
129f97f8f06SThomas Gleixner 			kthread_parkme();
130f97f8f06SThomas Gleixner 			/* We might have been woken for stop */
131f97f8f06SThomas Gleixner 			continue;
132f97f8f06SThomas Gleixner 		}
133f97f8f06SThomas Gleixner 
134dc893e19SArnd Bergmann 		BUG_ON(td->cpu != smp_processor_id());
135f97f8f06SThomas Gleixner 
136f97f8f06SThomas Gleixner 		/* Check for state change setup */
137f97f8f06SThomas Gleixner 		switch (td->status) {
138f97f8f06SThomas Gleixner 		case HP_THREAD_NONE:
139*7d4d2696SPeter Zijlstra 			__set_current_state(TASK_RUNNING);
140f97f8f06SThomas Gleixner 			preempt_enable();
141f97f8f06SThomas Gleixner 			if (ht->setup)
142f97f8f06SThomas Gleixner 				ht->setup(td->cpu);
143f97f8f06SThomas Gleixner 			td->status = HP_THREAD_ACTIVE;
144*7d4d2696SPeter Zijlstra 			continue;
145*7d4d2696SPeter Zijlstra 
146f97f8f06SThomas Gleixner 		case HP_THREAD_PARKED:
147*7d4d2696SPeter Zijlstra 			__set_current_state(TASK_RUNNING);
148f97f8f06SThomas Gleixner 			preempt_enable();
149f97f8f06SThomas Gleixner 			if (ht->unpark)
150f97f8f06SThomas Gleixner 				ht->unpark(td->cpu);
151f97f8f06SThomas Gleixner 			td->status = HP_THREAD_ACTIVE;
152*7d4d2696SPeter Zijlstra 			continue;
153f97f8f06SThomas Gleixner 		}
154f97f8f06SThomas Gleixner 
155f97f8f06SThomas Gleixner 		if (!ht->thread_should_run(td->cpu)) {
156*7d4d2696SPeter Zijlstra 			preempt_enable_no_resched();
157f97f8f06SThomas Gleixner 			schedule();
158f97f8f06SThomas Gleixner 		} else {
159*7d4d2696SPeter Zijlstra 			__set_current_state(TASK_RUNNING);
160f97f8f06SThomas Gleixner 			preempt_enable();
161f97f8f06SThomas Gleixner 			ht->thread_fn(td->cpu);
162f97f8f06SThomas Gleixner 		}
163f97f8f06SThomas Gleixner 	}
164f97f8f06SThomas Gleixner }
165f97f8f06SThomas Gleixner 
166f97f8f06SThomas Gleixner static int
167f97f8f06SThomas Gleixner __smpboot_create_thread(struct smp_hotplug_thread *ht, unsigned int cpu)
168f97f8f06SThomas Gleixner {
169f97f8f06SThomas Gleixner 	struct task_struct *tsk = *per_cpu_ptr(ht->store, cpu);
170f97f8f06SThomas Gleixner 	struct smpboot_thread_data *td;
171f97f8f06SThomas Gleixner 
172f97f8f06SThomas Gleixner 	if (tsk)
173f97f8f06SThomas Gleixner 		return 0;
174f97f8f06SThomas Gleixner 
175f97f8f06SThomas Gleixner 	td = kzalloc_node(sizeof(*td), GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
176f97f8f06SThomas Gleixner 	if (!td)
177f97f8f06SThomas Gleixner 		return -ENOMEM;
178f97f8f06SThomas Gleixner 	td->cpu = cpu;
179f97f8f06SThomas Gleixner 	td->ht = ht;
180f97f8f06SThomas Gleixner 
181f97f8f06SThomas Gleixner 	tsk = kthread_create_on_cpu(smpboot_thread_fn, td, cpu,
182f97f8f06SThomas Gleixner 				    ht->thread_comm);
183f97f8f06SThomas Gleixner 	if (IS_ERR(tsk)) {
184f97f8f06SThomas Gleixner 		kfree(td);
185f97f8f06SThomas Gleixner 		return PTR_ERR(tsk);
186f97f8f06SThomas Gleixner 	}
187f97f8f06SThomas Gleixner 	get_task_struct(tsk);
188f97f8f06SThomas Gleixner 	*per_cpu_ptr(ht->store, cpu) = tsk;
189f2530dc7SThomas Gleixner 	if (ht->create) {
190f2530dc7SThomas Gleixner 		/*
191f2530dc7SThomas Gleixner 		 * Make sure that the task has actually scheduled out
192f2530dc7SThomas Gleixner 		 * into park position, before calling the create
193f2530dc7SThomas Gleixner 		 * callback. At least the migration thread callback
194f2530dc7SThomas Gleixner 		 * requires that the task is off the runqueue.
195f2530dc7SThomas Gleixner 		 */
196f2530dc7SThomas Gleixner 		if (!wait_task_inactive(tsk, TASK_PARKED))
197f2530dc7SThomas Gleixner 			WARN_ON(1);
198f2530dc7SThomas Gleixner 		else
1997d7e499fSThomas Gleixner 			ht->create(cpu);
200f2530dc7SThomas Gleixner 	}
201f97f8f06SThomas Gleixner 	return 0;
202f97f8f06SThomas Gleixner }
203f97f8f06SThomas Gleixner 
204f97f8f06SThomas Gleixner int smpboot_create_threads(unsigned int cpu)
205f97f8f06SThomas Gleixner {
206f97f8f06SThomas Gleixner 	struct smp_hotplug_thread *cur;
207f97f8f06SThomas Gleixner 	int ret = 0;
208f97f8f06SThomas Gleixner 
209f97f8f06SThomas Gleixner 	mutex_lock(&smpboot_threads_lock);
210f97f8f06SThomas Gleixner 	list_for_each_entry(cur, &hotplug_threads, list) {
211f97f8f06SThomas Gleixner 		ret = __smpboot_create_thread(cur, cpu);
212f97f8f06SThomas Gleixner 		if (ret)
213f97f8f06SThomas Gleixner 			break;
214f97f8f06SThomas Gleixner 	}
215f97f8f06SThomas Gleixner 	mutex_unlock(&smpboot_threads_lock);
216f97f8f06SThomas Gleixner 	return ret;
217f97f8f06SThomas Gleixner }
218f97f8f06SThomas Gleixner 
219f97f8f06SThomas Gleixner static void smpboot_unpark_thread(struct smp_hotplug_thread *ht, unsigned int cpu)
220f97f8f06SThomas Gleixner {
221f97f8f06SThomas Gleixner 	struct task_struct *tsk = *per_cpu_ptr(ht->store, cpu);
222f97f8f06SThomas Gleixner 
22346c498c2SThomas Gleixner 	if (ht->pre_unpark)
22446c498c2SThomas Gleixner 		ht->pre_unpark(cpu);
225f97f8f06SThomas Gleixner 	kthread_unpark(tsk);
226f97f8f06SThomas Gleixner }
227f97f8f06SThomas Gleixner 
228f97f8f06SThomas Gleixner void smpboot_unpark_threads(unsigned int cpu)
229f97f8f06SThomas Gleixner {
230f97f8f06SThomas Gleixner 	struct smp_hotplug_thread *cur;
231f97f8f06SThomas Gleixner 
232f97f8f06SThomas Gleixner 	mutex_lock(&smpboot_threads_lock);
233f97f8f06SThomas Gleixner 	list_for_each_entry(cur, &hotplug_threads, list)
234f97f8f06SThomas Gleixner 		smpboot_unpark_thread(cur, cpu);
235f97f8f06SThomas Gleixner 	mutex_unlock(&smpboot_threads_lock);
236f97f8f06SThomas Gleixner }
237f97f8f06SThomas Gleixner 
238f97f8f06SThomas Gleixner static void smpboot_park_thread(struct smp_hotplug_thread *ht, unsigned int cpu)
239f97f8f06SThomas Gleixner {
240f97f8f06SThomas Gleixner 	struct task_struct *tsk = *per_cpu_ptr(ht->store, cpu);
241f97f8f06SThomas Gleixner 
2427d7e499fSThomas Gleixner 	if (tsk && !ht->selfparking)
243f97f8f06SThomas Gleixner 		kthread_park(tsk);
244f97f8f06SThomas Gleixner }
245f97f8f06SThomas Gleixner 
246f97f8f06SThomas Gleixner void smpboot_park_threads(unsigned int cpu)
247f97f8f06SThomas Gleixner {
248f97f8f06SThomas Gleixner 	struct smp_hotplug_thread *cur;
249f97f8f06SThomas Gleixner 
250f97f8f06SThomas Gleixner 	mutex_lock(&smpboot_threads_lock);
251f97f8f06SThomas Gleixner 	list_for_each_entry_reverse(cur, &hotplug_threads, list)
252f97f8f06SThomas Gleixner 		smpboot_park_thread(cur, cpu);
253f97f8f06SThomas Gleixner 	mutex_unlock(&smpboot_threads_lock);
254f97f8f06SThomas Gleixner }
255f97f8f06SThomas Gleixner 
256f97f8f06SThomas Gleixner static void smpboot_destroy_threads(struct smp_hotplug_thread *ht)
257f97f8f06SThomas Gleixner {
258f97f8f06SThomas Gleixner 	unsigned int cpu;
259f97f8f06SThomas Gleixner 
260f97f8f06SThomas Gleixner 	/* We need to destroy also the parked threads of offline cpus */
261f97f8f06SThomas Gleixner 	for_each_possible_cpu(cpu) {
262f97f8f06SThomas Gleixner 		struct task_struct *tsk = *per_cpu_ptr(ht->store, cpu);
263f97f8f06SThomas Gleixner 
264f97f8f06SThomas Gleixner 		if (tsk) {
265f97f8f06SThomas Gleixner 			kthread_stop(tsk);
266f97f8f06SThomas Gleixner 			put_task_struct(tsk);
267f97f8f06SThomas Gleixner 			*per_cpu_ptr(ht->store, cpu) = NULL;
268f97f8f06SThomas Gleixner 		}
269f97f8f06SThomas Gleixner 	}
270f97f8f06SThomas Gleixner }
271f97f8f06SThomas Gleixner 
272f97f8f06SThomas Gleixner /**
273f97f8f06SThomas Gleixner  * smpboot_register_percpu_thread - Register a per_cpu thread related to hotplug
274f97f8f06SThomas Gleixner  * @plug_thread:	Hotplug thread descriptor
275f97f8f06SThomas Gleixner  *
276f97f8f06SThomas Gleixner  * Creates and starts the threads on all online cpus.
277f97f8f06SThomas Gleixner  */
278f97f8f06SThomas Gleixner int smpboot_register_percpu_thread(struct smp_hotplug_thread *plug_thread)
279f97f8f06SThomas Gleixner {
280f97f8f06SThomas Gleixner 	unsigned int cpu;
281f97f8f06SThomas Gleixner 	int ret = 0;
282f97f8f06SThomas Gleixner 
283f97f8f06SThomas Gleixner 	mutex_lock(&smpboot_threads_lock);
284f97f8f06SThomas Gleixner 	for_each_online_cpu(cpu) {
285f97f8f06SThomas Gleixner 		ret = __smpboot_create_thread(plug_thread, cpu);
286f97f8f06SThomas Gleixner 		if (ret) {
287f97f8f06SThomas Gleixner 			smpboot_destroy_threads(plug_thread);
288f97f8f06SThomas Gleixner 			goto out;
289f97f8f06SThomas Gleixner 		}
290f97f8f06SThomas Gleixner 		smpboot_unpark_thread(plug_thread, cpu);
291f97f8f06SThomas Gleixner 	}
292f97f8f06SThomas Gleixner 	list_add(&plug_thread->list, &hotplug_threads);
293f97f8f06SThomas Gleixner out:
294f97f8f06SThomas Gleixner 	mutex_unlock(&smpboot_threads_lock);
295f97f8f06SThomas Gleixner 	return ret;
296f97f8f06SThomas Gleixner }
297f97f8f06SThomas Gleixner EXPORT_SYMBOL_GPL(smpboot_register_percpu_thread);
298f97f8f06SThomas Gleixner 
299f97f8f06SThomas Gleixner /**
300f97f8f06SThomas Gleixner  * smpboot_unregister_percpu_thread - Unregister a per_cpu thread related to hotplug
301f97f8f06SThomas Gleixner  * @plug_thread:	Hotplug thread descriptor
302f97f8f06SThomas Gleixner  *
303f97f8f06SThomas Gleixner  * Stops all threads on all possible cpus.
304f97f8f06SThomas Gleixner  */
305f97f8f06SThomas Gleixner void smpboot_unregister_percpu_thread(struct smp_hotplug_thread *plug_thread)
306f97f8f06SThomas Gleixner {
307f97f8f06SThomas Gleixner 	get_online_cpus();
308f97f8f06SThomas Gleixner 	mutex_lock(&smpboot_threads_lock);
309f97f8f06SThomas Gleixner 	list_del(&plug_thread->list);
310f97f8f06SThomas Gleixner 	smpboot_destroy_threads(plug_thread);
311f97f8f06SThomas Gleixner 	mutex_unlock(&smpboot_threads_lock);
312f97f8f06SThomas Gleixner 	put_online_cpus();
313f97f8f06SThomas Gleixner }
314f97f8f06SThomas Gleixner EXPORT_SYMBOL_GPL(smpboot_unregister_percpu_thread);
315