fedora core 6 1.2949 + vserver 2.2.0
[linux-2.6.git] / arch / x86_64 / kernel / smp.c
index 269ef09..af1ec4d 100644 (file)
@@ -12,7 +12,6 @@
 #include <linux/init.h>
 
 #include <linux/mm.h>
-#include <linux/irq.h>
 #include <linux/delay.h>
 #include <linux/spinlock.h>
 #include <linux/smp_lock.h>
 #include <asm/mtrr.h>
 #include <asm/pgalloc.h>
 #include <asm/tlbflush.h>
-
-/*
- * the following functions deal with sending IPIs between CPUs.
- *
- * We use 'broadcast', CPU->CPU IPIs and self-IPIs too.
- */
-
-static inline unsigned int __prepare_ICR (unsigned int shortcut, int vector)
-{
-       unsigned int icr =  APIC_DM_FIXED | shortcut | vector | APIC_DEST_LOGICAL;
-       if (vector == KDB_VECTOR) 
-               icr = (icr & (~APIC_VECTOR_MASK)) | APIC_DM_NMI;                
-       return icr;
-}
-
-static inline int __prepare_ICR2 (unsigned int mask)
-{
-       return SET_APIC_DEST_FIELD(mask);
-}
-
-static inline void __send_IPI_shortcut(unsigned int shortcut, int vector)
-{
-       /*
-        * Subtle. In the case of the 'never do double writes' workaround
-        * we have to lock out interrupts to be safe.  As we don't care
-        * of the value read we use an atomic rmw access to avoid costly
-        * cli/sti.  Otherwise we use an even cheaper single atomic write
-        * to the APIC.
-        */
-       unsigned int cfg;
-
-       /*
-        * Wait for idle.
-        */
-       apic_wait_icr_idle();
-
-       /*
-        * No need to touch the target chip field
-        */
-       cfg = __prepare_ICR(shortcut, vector);
-
-       /*
-        * Send the IPI. The write to APIC_ICR fires this off.
-        */
-       apic_write_around(APIC_ICR, cfg);
-}
-
-static inline void send_IPI_allbutself(int vector)
-{
-       /*
-        * if there are no other CPUs in the system then
-        * we get an APIC send error if we try to broadcast.
-        * thus we have to avoid sending IPIs in this case.
-        */
-       if (num_online_cpus() > 1)
-               __send_IPI_shortcut(APIC_DEST_ALLBUT, vector);
-}
-
-static inline void send_IPI_all(int vector)
-{
-       __send_IPI_shortcut(APIC_DEST_ALLINC, vector);
-}
-
-void send_IPI_self(int vector)
-{
-       __send_IPI_shortcut(APIC_DEST_SELF, vector);
-}
-
-static inline void send_IPI_mask(cpumask_t cpumask, int vector)
-{
-       unsigned long mask = cpus_addr(cpumask)[0];
-       unsigned long cfg;
-       unsigned long flags;
-
-       local_save_flags(flags);
-       local_irq_disable();
-
-       /*
-        * Wait for idle.
-        */
-       apic_wait_icr_idle();
-
-       /*
-        * prepare target chip field
-        */
-       cfg = __prepare_ICR2(mask);
-       apic_write_around(APIC_ICR2, cfg);
-
-       /*
-        * program the ICR 
-        */
-       cfg = __prepare_ICR(0, vector);
-       
-       /*
-        * Send the IPI. The write to APIC_ICR fires this off.
-        */
-       apic_write_around(APIC_ICR, cfg);
-       local_irq_restore(flags);
-}
+#include <asm/mach_apic.h>
+#include <asm/mmu_context.h>
+#include <asm/proto.h>
+#include <asm/apicdef.h>
+#include <asm/idle.h>
 
 /*
  *     Smarter SMP flushing macros. 
@@ -132,24 +37,46 @@ static inline void send_IPI_mask(cpumask_t cpumask, int vector)
  *     writing to user space from interrupts. (Its not allowed anyway).
  *
  *     Optimizations Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
+ *
+ *     More scalable flush, from Andi Kleen
+ *
+ *     To avoid global state use 8 different call vectors.
+ *     Each CPU uses a specific vector to trigger flushes on other
+ *     CPUs. Depending on the received vector the target CPUs look into
+ *     the right per cpu variable for the flush data.
+ *
+ *     With more than 8 CPUs they are hashed to the 8 available
+ *     vectors. The limited global vector space forces us to this right now.
+ *     In future when interrupts are split into per CPU domains this could be
+ *     fixed, at the cost of triggering multiple IPIs in some cases.
  */
 
-static cpumask_t flush_cpumask;
-static struct mm_struct * flush_mm;
-static unsigned long flush_va;
-static spinlock_t tlbstate_lock = SPIN_LOCK_UNLOCKED;
-#define FLUSH_ALL      0xffffffff
+union smp_flush_state {
+       struct {
+               cpumask_t flush_cpumask;
+               struct mm_struct *flush_mm;
+               unsigned long flush_va;
+#define FLUSH_ALL      -1ULL
+               spinlock_t tlbstate_lock;
+       };
+       char pad[SMP_CACHE_BYTES];
+} ____cacheline_aligned;
+
+/* State is put into the per CPU data section, but padded
+   to a full cache line because other CPUs can access it and we don't
+   want false sharing in the per cpu data segment. */
+static DEFINE_PER_CPU(union smp_flush_state, flush_state);
 
 /*
  * We cannot call mmdrop() because we are in interrupt context, 
  * instead update mm->cpu_vm_mask.
  */
-static inline void leave_mm (unsigned long cpu)
+static inline void leave_mm(int cpu)
 {
        if (read_pda(mmu_state) == TLBSTATE_OK)
                BUG();
-       clear_bit(cpu, &read_pda(active_mm)->cpu_vm_mask);
-       __flush_tlb();
+       cpu_clear(cpu, read_pda(active_mm)->cpu_vm_mask);
+       load_cr3(swapper_pg_dir);
 }
 
 /*
@@ -158,7 +85,7 @@ static inline void leave_mm (unsigned long cpu)
  * [cpu0: the cpu that switches]
  * 1) switch_mm() either 1a) or 1b)
  * 1a) thread switch to a different mm
- * 1a1) clear_bit(cpu, &old_mm->cpu_vm_mask);
+ * 1a1) cpu_clear(cpu, old_mm->cpu_vm_mask);
  *     Stop ipi delivery for the old mm. This is not synchronized with
  *     the other cpus, but smp_invalidate_interrupt ignore flush ipis
  *     for the wrong mm, and in the worst case we perform a superfluous
@@ -168,7 +95,7 @@ static inline void leave_mm (unsigned long cpu)
  *     was in lazy tlb mode.
  * 1a3) update cpu active_mm
  *     Now cpu0 accepts tlb flushes for the new mm.
- * 1a4) set_bit(cpu, &new_mm->cpu_vm_mask);
+ * 1a4) cpu_set(cpu, new_mm->cpu_vm_mask);
  *     Now the other cpus will send tlb flush ipis.
  * 1a4) change cr3.
  * 1b) thread switch without mm change
@@ -196,15 +123,25 @@ static inline void leave_mm (unsigned long cpu)
  *
  * 1) Flush the tlb entries if the cpu uses the mm that's being flushed.
  * 2) Leave the mm if we are in the lazy tlb mode.
+ *
+ * Interrupts are disabled.
  */
 
-asmlinkage void smp_invalidate_interrupt (void)
+asmlinkage void smp_invalidate_interrupt(struct pt_regs *regs)
 {
-       unsigned long cpu;
+       int cpu;
+       int sender;
+       union smp_flush_state *f;
 
-       cpu = get_cpu();
+       cpu = smp_processor_id();
+       /*
+        * orig_rax contains the negated interrupt vector.
+        * Use that to determine where the sender put the data.
+        */
+       sender = ~regs->orig_rax - INVALIDATE_TLB_VECTOR_START;
+       f = &per_cpu(flush_state, sender);
 
-       if (!cpu_isset(cpu, flush_cpumask))
+       if (!cpu_isset(cpu, f->flush_cpumask))
                goto out;
                /* 
                 * This was a BUG() but until someone can quote me the
@@ -215,65 +152,63 @@ asmlinkage void smp_invalidate_interrupt (void)
                 * BUG();
                 */
                 
-       if (flush_mm == read_pda(active_mm)) {
+       if (f->flush_mm == read_pda(active_mm)) {
                if (read_pda(mmu_state) == TLBSTATE_OK) {
-                       if (flush_va == FLUSH_ALL)
+                       if (f->flush_va == FLUSH_ALL)
                                local_flush_tlb();
                        else
-                               __flush_tlb_one(flush_va);
+                               __flush_tlb_one(f->flush_va);
                } else
                        leave_mm(cpu);
        }
-       ack_APIC_irq();
-       cpu_clear(cpu, flush_cpumask);
-
 out:
-       put_cpu_no_resched();
+       ack_APIC_irq();
+       cpu_clear(cpu, f->flush_cpumask);
 }
 
 static void flush_tlb_others(cpumask_t cpumask, struct mm_struct *mm,
                                                unsigned long va)
 {
-       cpumask_t tmp;
-       /*
-        * A couple of (to be removed) sanity checks:
-        *
-        * - we do not send IPIs to not-yet booted CPUs.
-        * - current CPU must not be in mask
-        * - mask must exist :)
-        */
-       BUG_ON(cpus_empty(cpumask));
-       cpus_and(tmp, cpumask, cpu_online_map);
-       BUG_ON(!cpus_equal(tmp, cpumask));
-       BUG_ON(cpu_isset(smp_processor_id(), cpumask));
-       if (!mm)
-               BUG();
+       int sender;
+       union smp_flush_state *f;
 
-       /*
-        * I'm not happy about this global shared spinlock in the
-        * MM hot path, but we'll see how contended it is.
-        * Temporarily this turns IRQs off, so that lockups are
-        * detected by the NMI watchdog.
-        */
-       spin_lock(&tlbstate_lock);
-       
-       flush_mm = mm;
-       flush_va = va;
-       cpus_or(flush_cpumask, cpumask, flush_cpumask);
+       /* Caller has disabled preemption */
+       sender = smp_processor_id() % NUM_INVALIDATE_TLB_VECTORS;
+       f = &per_cpu(flush_state, sender);
+
+       /* Could avoid this lock when
+          num_online_cpus() <= NUM_INVALIDATE_TLB_VECTORS, but it is
+          probably not worth checking this for a cache-hot lock. */
+       spin_lock(&f->tlbstate_lock);
+
+       f->flush_mm = mm;
+       f->flush_va = va;
+       cpus_or(f->flush_cpumask, cpumask, f->flush_cpumask);
 
        /*
         * We have to send the IPI only to
         * CPUs affected.
         */
-       send_IPI_mask(cpumask, INVALIDATE_TLB_VECTOR);
+       send_IPI_mask(cpumask, INVALIDATE_TLB_VECTOR_START + sender);
 
-       while (!cpus_empty(flush_cpumask))
-               mb();   /* nothing. lockup detection does not belong here */;
+       while (!cpus_empty(f->flush_cpumask))
+               cpu_relax();
 
-       flush_mm = NULL;
-       flush_va = 0;
-       spin_unlock(&tlbstate_lock);
+       f->flush_mm = NULL;
+       f->flush_va = 0;
+       spin_unlock(&f->tlbstate_lock);
 }
+
+int __cpuinit init_smp_flush(void)
+{
+       int i;
+       for_each_cpu_mask(i, cpu_possible_map) {
+               spin_lock_init(&per_cpu(flush_state, i).tlbstate_lock);
+       }
+       return 0;
+}
+
+core_initcall(init_smp_flush);
        
 void flush_tlb_current_task(void)
 {
@@ -289,6 +224,7 @@ void flush_tlb_current_task(void)
                flush_tlb_others(cpu_mask, mm, FLUSH_ALL);
        preempt_enable();
 }
+EXPORT_SYMBOL(flush_tlb_current_task);
 
 void flush_tlb_mm (struct mm_struct * mm)
 {
@@ -309,6 +245,7 @@ void flush_tlb_mm (struct mm_struct * mm)
 
        preempt_enable();
 }
+EXPORT_SYMBOL(flush_tlb_mm);
 
 void flush_tlb_page(struct vm_area_struct * vma, unsigned long va)
 {
@@ -331,6 +268,7 @@ void flush_tlb_page(struct vm_area_struct * vma, unsigned long va)
 
        preempt_enable();
 }
+EXPORT_SYMBOL(flush_tlb_page);
 
 static void do_flush_tlb_all(void* info)
 {
@@ -346,11 +284,6 @@ void flush_tlb_all(void)
        on_each_cpu(do_flush_tlb_all, NULL, 1, 1);
 }
 
-void smp_kdb_stop(void)
-{
-       send_IPI_allbutself(KDB_VECTOR);
-}
-
 /*
  * this function sends a 'reschedule' IPI to another CPU.
  * it goes straight through and wastes no time serializing
@@ -366,7 +299,7 @@ void smp_send_reschedule(int cpu)
  * Structure and data for smp_call_function(). This is designed to minimise
  * static memory requirements. It also looks cleaner.
  */
-static spinlock_t call_lock = SPIN_LOCK_UNLOCKED;
+static DEFINE_SPINLOCK(call_lock);
 
 struct call_data_struct {
        void (*func) (void *info);
@@ -378,6 +311,86 @@ struct call_data_struct {
 
 static struct call_data_struct * call_data;
 
+void lock_ipi_call_lock(void)
+{
+       spin_lock_irq(&call_lock);
+}
+
+void unlock_ipi_call_lock(void)
+{
+       spin_unlock_irq(&call_lock);
+}
+
+/*
+ * this function sends a 'generic call function' IPI to one other CPU
+ * in the system.
+ *
+ * cpu is a standard Linux logical CPU number.
+ */
+static void
+__smp_call_function_single(int cpu, void (*func) (void *info), void *info,
+                               int nonatomic, int wait)
+{
+       struct call_data_struct data;
+       int cpus = 1;
+
+       data.func = func;
+       data.info = info;
+       atomic_set(&data.started, 0);
+       data.wait = wait;
+       if (wait)
+               atomic_set(&data.finished, 0);
+
+       call_data = &data;
+       wmb();
+       /* Send a message to all other CPUs and wait for them to respond */
+       send_IPI_mask(cpumask_of_cpu(cpu), CALL_FUNCTION_VECTOR);
+
+       /* Wait for response */
+       while (atomic_read(&data.started) != cpus)
+               cpu_relax();
+
+       if (!wait)
+               return;
+
+       while (atomic_read(&data.finished) != cpus)
+               cpu_relax();
+}
+
+/*
+ * smp_call_function_single - Run a function on another CPU
+ * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
+ * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
+ * @nonatomic: Currently unused.
+ * @wait: If true, wait until function has completed on other CPUs.
+ *
+ * Retrurns 0 on success, else a negative status code.
+ *
+ * Does not return until the remote CPU is nearly ready to execute <func>
+ * or is or has executed.
+ */
+
+int smp_call_function_single (int cpu, void (*func) (void *info), void *info,
+       int nonatomic, int wait)
+{
+       /* prevent preemption and reschedule on another processor */
+       int me = get_cpu();
+       if (cpu == me) {
+               put_cpu();
+               return 0;
+       }
+
+       /* Can deadlock when called with interrupts disabled */
+       WARN_ON(irqs_disabled());
+
+       spin_lock_bh(&call_lock);
+       __smp_call_function_single(cpu, func, info, nonatomic, wait);
+       spin_unlock_bh(&call_lock);
+       put_cpu();
+       return 0;
+}
+EXPORT_SYMBOL(smp_call_function_single);
+
 /*
  * this function sends a 'generic call function' IPI to all other CPUs
  * in the system.
@@ -405,11 +418,13 @@ static void __smp_call_function (void (*func) (void *info), void *info,
 
        /* Wait for response */
        while (atomic_read(&data.started) != cpus)
-               barrier();
+               cpu_relax();
 
-       if (wait)
-               while (atomic_read(&data.finished) != cpus)
-                       barrier();
+       if (!wait)
+               return;
+
+       while (atomic_read(&data.finished) != cpus)
+               cpu_relax();
 }
 
 /*
@@ -435,38 +450,44 @@ int smp_call_function (void (*func) (void *info), void *info, int nonatomic,
        spin_unlock(&call_lock);
        return 0;
 }
+EXPORT_SYMBOL(smp_call_function);
 
 void smp_stop_cpu(void)
 {
+       unsigned long flags;
        /*
         * Remove this CPU:
         */
        cpu_clear(smp_processor_id(), cpu_online_map);
-       local_irq_disable();
+       local_irq_save(flags);
        disable_local_APIC();
-       local_irq_enable(); 
+       local_irq_restore(flags);
 }
 
 static void smp_really_stop_cpu(void *dummy)
 {
        smp_stop_cpu(); 
        for (;;) 
-               asm("hlt"); 
+               halt();
 } 
 
 void smp_send_stop(void)
 {
        int nolock = 0;
+       if (reboot_force)
+               return;
        /* Don't deadlock on the call lock in panic */
        if (!spin_trylock(&call_lock)) {
-               udelay(100);
-               /* ignore locking because we have paniced anyways */
+               /* ignore locking because we have panicked anyways */
                nolock = 1;
        }
-       __smp_call_function(smp_really_stop_cpu, NULL, 1, 0);
+       __smp_call_function(smp_really_stop_cpu, NULL, 0, 0);
        if (!nolock)
                spin_unlock(&call_lock);
-       smp_stop_cpu();
+
+       local_irq_disable();
+       disable_local_APIC();
+       local_irq_enable();
 }
 
 /*
@@ -495,6 +516,7 @@ asmlinkage void smp_call_function_interrupt(void)
        /*
         * At this point the info structure may be out of scope unless wait==1
         */
+       exit_idle();
        irq_enter();
        (*func)(info);
        irq_exit();
@@ -503,3 +525,4 @@ asmlinkage void smp_call_function_interrupt(void)
                atomic_inc(&call_data->finished);
        }
 }
+