arch/mips/kernel/smp.c

   1 /*
   2  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   3  * modify it under the terms of the GNU General Public License
   4  * as published by the Free Software Foundation; either version 2
   5  * of the License, or (at your option) any later version.
   6  *
   7  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
   8  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
   9  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  10  * GNU General Public License for more details.
  11  *
  12  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  13  * along with this program; if not, write to the Free Software
  14  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA  02111-1307, USA.
  15  *
  16  * Copyright (C) 2000, 2001 Kanoj Sarcar
  17  * Copyright (C) 2000, 2001 Ralf Baechle
  18  * Copyright (C) 2000, 2001 Silicon Graphics, Inc.
  19  * Copyright (C) 2000, 2001, 2003 Broadcom Corporation
  20  */
  21 #include <linux/cache.h>
  22 #include <linux/delay.h>
  23 #include <linux/init.h>
  24 #include <linux/interrupt.h>
  25 #include <linux/spinlock.h>
  26 #include <linux/threads.h>
  27 #include <linux/module.h>
  28 #include <linux/time.h>
  29 #include <linux/timex.h>
  30 #include <linux/sched.h>
  31 #include <linux/cpumask.h>
  32 #include <linux/cpu.h>
  33
  34 #include <asm/atomic.h>
  35 #include <asm/cpu.h>
  36 #include <asm/processor.h>
  37 #include <asm/system.h>
  38 #include <asm/mmu_context.h>
  39 #include <asm/smp.h>
  40
  41 #ifdef CONFIG_MIPS_MT_SMTC
  42 #include <asm/mipsmtregs.h>
  43 #endif /* CONFIG_MIPS_MT_SMTC */
  44
  45 cpumask_t phys_cpu_present_map;         /* Bitmask of available CPUs */
  46 volatile cpumask_t cpu_callin_map;      /* Bitmask of started secondaries */
  47 cpumask_t cpu_online_map;               /* Bitmask of currently online CPUs */
  48 int __cpu_number_map[NR_CPUS];          /* Map physical to logical */
  49 int __cpu_logical_map[NR_CPUS];         /* Map logical to physical */
  50
  51 EXPORT_SYMBOL(phys_cpu_present_map);
  52 EXPORT_SYMBOL(cpu_online_map);
  53
  54 static void smp_tune_scheduling (void)
  55 {
  56         struct cache_desc *cd = &current_cpu_data.scache;
  57         unsigned long cachesize;       /* kB   */
  58         unsigned long cpu_khz;
  59
  60         /*
  61          * Crude estimate until we actually meassure ...
  62          */
  63         cpu_khz = loops_per_jiffy * 2 * HZ / 1000;
  64
  65         /*
  66          * Rough estimation for SMP scheduling, this is the number of
  67          * cycles it takes for a fully memory-limited process to flush
  68          * the SMP-local cache.
  69          *
  70          * (For a P5 this pretty much means we will choose another idle
  71          *  CPU almost always at wakeup time (this is due to the small
  72          *  L1 cache), on PIIs it's around 50-100 usecs, depending on
  73          *  the cache size)
  74          */
  75         if (!cpu_khz)
  76                 return;
  77
  78         cachesize = cd->linesz * cd->sets * cd->ways;
  79 }
  80
  81 extern void __init calibrate_delay(void);
  82 extern ATTRIB_NORET void cpu_idle(void);
  83
  84 /*
  85  * First C code run on the secondary CPUs after being started up by
  86  * the master.
  87  */
  88 asmlinkage void start_secondary(void)
  89 {
  90         unsigned int cpu;
  91
  92 #ifdef CONFIG_MIPS_MT_SMTC
  93         /* Only do cpu_probe for first TC of CPU */
  94         if ((read_c0_tcbind() & TCBIND_CURTC) == 0)
  95 #endif /* CONFIG_MIPS_MT_SMTC */
  96         cpu_probe();
  97         cpu_report();
  98         per_cpu_trap_init();
  99         prom_init_secondary();
 100
 101         /*
 102          * XXX parity protection should be folded in here when it's converted
 103          * to an option instead of something based on .cputype
 104          */
 105
 106         calibrate_delay();
 107         preempt_disable();
 108         cpu = smp_processor_id();
 109         cpu_data[cpu].udelay_val = loops_per_jiffy;
 110
 111         prom_smp_finish();
 112
 113         cpu_set(cpu, cpu_callin_map);
 114
 115         cpu_idle();
 116 }
 117
 118 DEFINE_SPINLOCK(smp_call_lock);
 119
 120 struct call_data_struct *call_data;
 121
 122 /*
 123  * Run a function on all other CPUs.
 124  *  <func>      The function to run. This must be fast and non-blocking.
 125  *  <info>      An arbitrary pointer to pass to the function.
 126  *  <retry>     If true, keep retrying until ready.
 127  *  <wait>      If true, wait until function has completed on other CPUs.
 128  *  [RETURNS]   0 on success, else a negative status code.
 129  *
 130  * Does not return until remote CPUs are nearly ready to execute <func>
 131  * or are or have executed.
 132  *
 133  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
 134  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler:
 135  *
 136  * CPU A                               CPU B
 137  * Disable interrupts
 138  *                                     smp_call_function()
 139  *                                     Take call_lock
 140  *                                     Send IPIs
 141  *                                     Wait for all cpus to acknowledge IPI
 142  *                                     CPU A has not responded, spin waiting
 143  *                                     for cpu A to respond, holding call_lock
 144  * smp_call_function()
 145  * Spin waiting for call_lock
 146  * Deadlock                            Deadlock
 147  */
 148 int smp_call_function (void (*func) (void *info), void *info, int retry,
 149                                                                 int wait)
 150 {
 151         struct call_data_struct data;
 152         int i, cpus = num_online_cpus() - 1;
 153         int cpu = smp_processor_id();
 154
 155         /*
 156          * Can die spectacularly if this CPU isn't yet marked online
 157          */
 158         BUG_ON(!cpu_online(cpu));
 159
 160         if (!cpus)
 161                 return 0;
 162
 163         /* Can deadlock when called with interrupts disabled */
 164         WARN_ON(irqs_disabled());
 165
 166         data.func = func;
 167         data.info = info;
 168         atomic_set(&data.started, 0);
 169         data.wait = wait;
 170         if (wait)
 171                 atomic_set(&data.finished, 0);
 172
 173         spin_lock(&smp_call_lock);
 174         call_data = &data;
 175         smp_mb();
 176
 177         /* Send a message to all other CPUs and wait for them to respond */
 178         for_each_online_cpu(i)
 179                 if (i != cpu)
 180                         core_send_ipi(i, SMP_CALL_FUNCTION);
 181
 182         /* Wait for response */
 183         /* FIXME: lock-up detection, backtrace on lock-up */
 184         while (atomic_read(&data.started) != cpus)
 185                 barrier();
 186
 187         if (wait)
 188                 while (atomic_read(&data.finished) != cpus)
 189                         barrier();
 190         call_data = NULL;
 191         spin_unlock(&smp_call_lock);
 192
 193         return 0;
 194 }
 195
 196
 197 void smp_call_function_interrupt(void)
 198 {
 199         void (*func) (void *info) = call_data->func;
 200         void *info = call_data->info;
 201         int wait = call_data->wait;
 202
 203         /*
 204          * Notify initiating CPU that I've grabbed the data and am
 205          * about to execute the function.
 206          */
 207         smp_mb();
 208         atomic_inc(&call_data->started);
 209
 210         /*
 211          * At this point the info structure may be out of scope unless wait==1.
 212          */
 213         irq_enter();
 214         (*func)(info);
 215         irq_exit();
 216
 217         if (wait) {
 218                 smp_mb();
 219                 atomic_inc(&call_data->finished);
 220         }
 221 }
 222
 223 static void stop_this_cpu(void *dummy)
 224 {
 225         /*
 226          * Remove this CPU:
 227          */
 228         cpu_clear(smp_processor_id(), cpu_online_map);
 229         local_irq_enable();     /* May need to service _machine_restart IPI */
 230         for (;;);               /* Wait if available. */
 231 }
 232
 233 void smp_send_stop(void)
 234 {
 235         smp_call_function(stop_this_cpu, NULL, 1, 0);
 236 }
 237
 238 void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
 239 {
 240         prom_cpus_done();
 241 }
 242
 243 /* called from main before smp_init() */
 244 void __init smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
 245 {
 246         init_new_context(current, &init_mm);
 247         current_thread_info()->cpu = 0;
 248         smp_tune_scheduling();
 249         plat_prepare_cpus(max_cpus);
 250 #ifndef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 251         cpu_present_map = cpu_possible_map;
 252 #endif
 253 }
 254
 255 /* preload SMP state for boot cpu */
 256 void __devinit smp_prepare_boot_cpu(void)
 257 {
 258         /*
 259          * This assumes that bootup is always handled by the processor
 260          * with the logic and physical number 0.
 261          */
 262         __cpu_number_map[0] = 0;
 263         __cpu_logical_map[0] = 0;
 264         cpu_set(0, phys_cpu_present_map);
 265         cpu_set(0, cpu_online_map);
 266         cpu_set(0, cpu_callin_map);
 267 }
 268
 269 /*
 270  * Called once for each "cpu_possible(cpu)".  Needs to spin up the cpu
 271  * and keep control until "cpu_online(cpu)" is set.  Note: cpu is
 272  * physical, not logical.
 273  */
 274 int __devinit __cpu_up(unsigned int cpu)
 275 {
 276         struct task_struct *idle;
 277
 278         /*
 279          * Processor goes to start_secondary(), sets online flag
 280          * The following code is purely to make sure
 281          * Linux can schedule processes on this slave.
 282          */
 283         idle = fork_idle(cpu);
 284         if (IS_ERR(idle))
 285                 panic(KERN_ERR "Fork failed for CPU %d", cpu);
 286
 287         prom_boot_secondary(cpu, idle);
 288
 289         /*
 290          * Trust is futile.  We should really have timeouts ...
 291          */
 292         while (!cpu_isset(cpu, cpu_callin_map))
 293                 udelay(100);
 294
 295         cpu_set(cpu, cpu_online_map);
 296
 297         return 0;
 298 }
 299
 300 /* Not really SMP stuff ... */
 301 int setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
 302 {
 303         return 0;
 304 }
 305
 306 static void flush_tlb_all_ipi(void *info)
 307 {
 308         local_flush_tlb_all();
 309 }
 310
 311 void flush_tlb_all(void)
 312 {
 313         on_each_cpu(flush_tlb_all_ipi, NULL, 1, 1);
 314 }
 315
 316 static void flush_tlb_mm_ipi(void *mm)
 317 {
 318         local_flush_tlb_mm((struct mm_struct *)mm);
 319 }
 320
 321 /*
 322  * Special Variant of smp_call_function for use by TLB functions:
 323  *
 324  *  o No return value
 325  *  o collapses to normal function call on UP kernels
 326  *  o collapses to normal function call on systems with a single shared
 327  *    primary cache.
 328  *  o CONFIG_MIPS_MT_SMTC currently implies there is only one physical core.
 329  */
 330 static inline void smp_on_other_tlbs(void (*func) (void *info), void *info)
 331 {
 332 #ifndef CONFIG_MIPS_MT_SMTC
 333         smp_call_function(func, info, 1, 1);
 334 #endif
 335 }
 336
 337 static inline void smp_on_each_tlb(void (*func) (void *info), void *info)
 338 {
 339         preempt_disable();
 340
 341         smp_on_other_tlbs(func, info);
 342         func(info);
 343
 344         preempt_enable();
 345 }
 346
 347 /*
 348  * The following tlb flush calls are invoked when old translations are
 349  * being torn down, or pte attributes are changing. For single threaded
 350  * address spaces, a new context is obtained on the current cpu, and tlb
 351  * context on other cpus are invalidated to force a new context allocation
 352  * at switch_mm time, should the mm ever be used on other cpus. For
 353  * multithreaded address spaces, intercpu interrupts have to be sent.
 354  * Another case where intercpu interrupts are required is when the target
 355  * mm might be active on another cpu (eg debuggers doing the flushes on
 356  * behalf of debugees, kswapd stealing pages from another process etc).
 357  * Kanoj 07/00.
 358  */
 359
 360 void flush_tlb_mm(struct mm_struct *mm)
 361 {
 362         preempt_disable();
 363
 364         if ((atomic_read(&mm->mm_users) != 1) || (current->mm != mm)) {
 365                 smp_on_other_tlbs(flush_tlb_mm_ipi, (void *)mm);
 366         } else {
 367                 int i;
 368                 for (i = 0; i < num_online_cpus(); i++)
 369                         if (smp_processor_id() != i)
 370                                 cpu_context(i, mm) = 0;
 371         }
 372         local_flush_tlb_mm(mm);
 373
 374         preempt_enable();
 375 }
 376
 377 struct flush_tlb_data {
 378         struct vm_area_struct *vma;
 379         unsigned long addr1;
 380         unsigned long addr2;
 381 };
 382
 383 static void flush_tlb_range_ipi(void *info)
 384 {
 385         struct flush_tlb_data *fd = (struct flush_tlb_data *)info;
 386
 387         local_flush_tlb_range(fd->vma, fd->addr1, fd->addr2);
 388 }
 389
 390 void flush_tlb_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start, unsigned long end)
 391 {
 392         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 393
 394         preempt_disable();
 395         if ((atomic_read(&mm->mm_users) != 1) || (current->mm != mm)) {
 396                 struct flush_tlb_data fd;
 397
 398                 fd.vma = vma;
 399                 fd.addr1 = start;
 400                 fd.addr2 = end;
 401                 smp_on_other_tlbs(flush_tlb_range_ipi, (void *)&fd);
 402         } else {
 403                 int i;
 404                 for (i = 0; i < num_online_cpus(); i++)
 405                         if (smp_processor_id() != i)
 406                                 cpu_context(i, mm) = 0;
 407         }
 408         local_flush_tlb_range(vma, start, end);
 409         preempt_enable();
 410 }
 411
 412 static void flush_tlb_kernel_range_ipi(void *info)
 413 {
 414         struct flush_tlb_data *fd = (struct flush_tlb_data *)info;
 415
 416         local_flush_tlb_kernel_range(fd->addr1, fd->addr2);
 417 }
 418
 419 void flush_tlb_kernel_range(unsigned long start, unsigned long end)
 420 {
 421         struct flush_tlb_data fd;
 422
 423         fd.addr1 = start;
 424         fd.addr2 = end;
 425         on_each_cpu(flush_tlb_kernel_range_ipi, (void *)&fd, 1, 1);
 426 }
 427
 428 static void flush_tlb_page_ipi(void *info)
 429 {
 430         struct flush_tlb_data *fd = (struct flush_tlb_data *)info;
 431
 432         local_flush_tlb_page(fd->vma, fd->addr1);
 433 }
 434
 435 void flush_tlb_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long page)
 436 {
 437         preempt_disable();
 438         if ((atomic_read(&vma->vm_mm->mm_users) != 1) || (current->mm != vma->vm_mm)) {
 439                 struct flush_tlb_data fd;
 440
 441                 fd.vma = vma;
 442                 fd.addr1 = page;
 443                 smp_on_other_tlbs(flush_tlb_page_ipi, (void *)&fd);
 444         } else {
 445                 int i;
 446                 for (i = 0; i < num_online_cpus(); i++)
 447                         if (smp_processor_id() != i)
 448                                 cpu_context(i, vma->vm_mm) = 0;
 449         }
 450         local_flush_tlb_page(vma, page);
 451         preempt_enable();
 452 }
 453
 454 static void flush_tlb_one_ipi(void *info)
 455 {
 456         unsigned long vaddr = (unsigned long) info;
 457
 458         local_flush_tlb_one(vaddr);
 459 }
 460
 461 void flush_tlb_one(unsigned long vaddr)
 462 {
 463         smp_on_each_tlb(flush_tlb_one_ipi, (void *) vaddr);
 464 }
 465
 466 EXPORT_SYMBOL(flush_tlb_page);
 467 EXPORT_SYMBOL(flush_tlb_one);