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/config.h>
  22 #include <linux/cache.h>
  23 #include <linux/delay.h>
  24 #include <linux/init.h>
  25 #include <linux/interrupt.h>
  26 #include <linux/spinlock.h>
  27 #include <linux/threads.h>
  28 #include <linux/module.h>
  29 #include <linux/time.h>
  30 #include <linux/timex.h>
  31 #include <linux/sched.h>
  32 #include <linux/cpumask.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/hardirq.h>
  39 #include <asm/mmu_context.h>
  40 #include <asm/smp.h>
  41
  42 cpumask_t phys_cpu_present_map;         /* Bitmask of available CPUs */
  43 volatile cpumask_t cpu_callin_map;      /* Bitmask of started secondaries */
  44 cpumask_t cpu_online_map;               /* Bitmask of currently online CPUs */
  45 int __cpu_number_map[NR_CPUS];          /* Map physical to logical */
  46 int __cpu_logical_map[NR_CPUS];         /* Map logical to physical */
  47
  48 EXPORT_SYMBOL(cpu_online_map);
  49
  50 cycles_t cacheflush_time;
  51 unsigned long cache_decay_ticks;
  52
  53 static void smp_tune_scheduling (void)
  54 {
  55         struct cache_desc *cd = &current_cpu_data.scache;
  56         unsigned long cachesize;       /* kB   */
  57         unsigned long bandwidth = 350; /* MB/s */
  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                 /*
  77                  * This basically disables processor-affinity scheduling on SMP
  78                  * without a cycle counter.  Currently all SMP capable MIPS
  79                  * processors have a cycle counter.
  80                  */
  81                 cacheflush_time = 0;
  82                 return;
  83         }
  84
  85         cachesize = cd->linesz * cd->sets * cd->ways;
  86         cacheflush_time = (cpu_khz>>10) * (cachesize<<10) / bandwidth;
  87         cache_decay_ticks = (long)cacheflush_time/cpu_khz * HZ / 1000;
  88
  89         printk("per-CPU timeslice cutoff: %ld.%02ld usecs.\n",
  90                 (long)cacheflush_time/(cpu_khz/1000),
  91                 ((long)cacheflush_time*100/(cpu_khz/1000)) % 100);
  92         printk("task migration cache decay timeout: %ld msecs.\n",
  93                 (cache_decay_ticks + 1) * 1000 / HZ);
  94 }
  95
  96 extern void __init calibrate_delay(void);
  97
  98 /*
  99  * First C code run on the secondary CPUs after being started up by
 100  * the master.
 101  */
 102 asmlinkage void start_secondary(void)
 103 {
 104         unsigned int cpu = smp_processor_id();
 105
 106         cpu_probe();
 107         cpu_report();
 108         per_cpu_trap_init();
 109         prom_init_secondary();
 110
 111         /*
 112          * XXX parity protection should be folded in here when it's converted
 113          * to an option instead of something based on .cputype
 114          */
 115
 116         calibrate_delay();
 117         cpu_data[cpu].udelay_val = loops_per_jiffy;
 118
 119         prom_smp_finish();
 120
 121         cpu_set(cpu, cpu_callin_map);
 122
 123         cpu_idle();
 124 }
 125
 126 spinlock_t smp_call_lock = SPIN_LOCK_UNLOCKED;
 127
 128 struct call_data_struct *call_data;
 129
 130 /*
 131  * Run a function on all other CPUs.
 132  *  <func>      The function to run. This must be fast and non-blocking.
 133  *  <info>      An arbitrary pointer to pass to the function.
 134  *  <retry>     If true, keep retrying until ready.
 135  *  <wait>      If true, wait until function has completed on other CPUs.
 136  *  [RETURNS]   0 on success, else a negative status code.
 137  *
 138  * Does not return until remote CPUs are nearly ready to execute <func>
 139  * or are or have executed.
 140  *
 141  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
 142  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler.
 143  */
 144 int smp_call_function (void (*func) (void *info), void *info, int retry,
 145                                                                 int wait)
 146 {
 147         struct call_data_struct data;
 148         int i, cpus = num_online_cpus() - 1;
 149         int cpu = smp_processor_id();
 150
 151         if (!cpus)
 152                 return 0;
 153
 154         /* Can deadlock when called with interrupts disabled */
 155         WARN_ON(irqs_disabled());
 156
 157         data.func = func;
 158         data.info = info;
 159         atomic_set(&data.started, 0);
 160         data.wait = wait;
 161         if (wait)
 162                 atomic_set(&data.finished, 0);
 163
 164         spin_lock(&smp_call_lock);
 165         call_data = &data;
 166         mb();
 167
 168         /* Send a message to all other CPUs and wait for them to respond */
 169         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++)
 170                 if (cpu_online(i) && i != cpu)
 171                         core_send_ipi(i, SMP_CALL_FUNCTION);
 172
 173         /* Wait for response */
 174         /* FIXME: lock-up detection, backtrace on lock-up */
 175         while (atomic_read(&data.started) != cpus)
 176                 barrier();
 177
 178         if (wait)
 179                 while (atomic_read(&data.finished) != cpus)
 180                         barrier();
 181         spin_unlock(&smp_call_lock);
 182
 183         return 0;
 184 }
 185
 186 void smp_call_function_interrupt(void)
 187 {
 188         void (*func) (void *info) = call_data->func;
 189         void *info = call_data->info;
 190         int wait = call_data->wait;
 191
 192         /*
 193          * Notify initiating CPU that I've grabbed the data and am
 194          * about to execute the function.
 195          */
 196         mb();
 197         atomic_inc(&call_data->started);
 198
 199         /*
 200          * At this point the info structure may be out of scope unless wait==1.
 201          */
 202         irq_enter();
 203         (*func)(info);
 204         irq_exit();
 205
 206         if (wait) {
 207                 mb();
 208                 atomic_inc(&call_data->finished);
 209         }
 210 }
 211
 212 static void stop_this_cpu(void *dummy)
 213 {
 214         /*
 215          * Remove this CPU:
 216          */
 217         cpu_clear(smp_processor_id(), cpu_online_map);
 218         local_irq_enable();     /* May need to service _machine_restart IPI */
 219         for (;;);               /* Wait if available. */
 220 }
 221
 222 void smp_send_stop(void)
 223 {
 224         smp_call_function(stop_this_cpu, NULL, 1, 0);
 225 }
 226
 227 void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
 228 {
 229         prom_cpus_done();
 230 }
 231
 232 /* called from main before smp_init() */
 233 void __init smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
 234 {
 235         cpu_data[0].udelay_val = loops_per_jiffy;
 236         init_new_context(current, &init_mm);
 237         current_thread_info()->cpu = 0;
 238         smp_tune_scheduling();
 239         prom_build_cpu_map();
 240         prom_prepare_cpus(max_cpus);
 241 }
 242
 243 /* preload SMP state for boot cpu */
 244 void __devinit smp_prepare_boot_cpu(void)
 245 {
 246         /*
 247          * This assumes that bootup is always handled by the processor
 248          * with the logic and physical number 0.
 249          */
 250         __cpu_number_map[0] = 0;
 251         __cpu_logical_map[0] = 0;
 252         cpu_set(0, phys_cpu_present_map);
 253         cpu_set(0, cpu_online_map);
 254         cpu_set(0, cpu_callin_map);
 255 }
 256
 257 static struct task_struct * __init fork_by_hand(void)
 258 {
 259         struct pt_regs regs;
 260         /*
 261          * don't care about the eip and regs settings since
 262          * we'll never reschedule the forked task.
 263          */
 264         return copy_process(CLONE_VM|CLONE_IDLETASK, 0, &regs, 0, NULL, NULL);
 265 }
 266
 267 /*
 268  * Startup the CPU with this logical number
 269  */
 270 static int __init do_boot_cpu(int cpu)
 271 {
 272         struct task_struct *idle;
 273
 274         /*
 275          * The following code is purely to make sure
 276          * Linux can schedule processes on this slave.
 277          */
 278         idle = fork_by_hand();
 279         if (IS_ERR(idle))
 280                 panic("failed fork for CPU %d\n", cpu);
 281
 282         wake_up_forked_process(idle);
 283
 284         /*
 285          * We remove it from the pidhash and the runqueue once we've
 286          * got the process:
 287          */
 288         init_idle(idle, cpu);
 289
 290         unhash_process(idle);
 291
 292         prom_boot_secondary(cpu, idle);
 293
 294         /* XXXKW timeout */
 295         while (!cpu_isset(cpu, cpu_callin_map))
 296                 udelay(100);
 297
 298         cpu_set(cpu, cpu_online_map);
 299
 300         return 0;
 301 }
 302
 303 /*
 304  * Called once for each "cpu_possible(cpu)".  Needs to spin up the cpu
 305  * and keep control until "cpu_online(cpu)" is set.  Note: cpu is
 306  * physical, not logical.
 307  */
 308 int __devinit __cpu_up(unsigned int cpu)
 309 {
 310         int ret;
 311
 312         /* Processor goes to start_secondary(), sets online flag */
 313         ret = do_boot_cpu(cpu);
 314         if (ret < 0)
 315                 return ret;
 316
 317         return 0;
 318 }
 319
 320 /* Not really SMP stuff ... */
 321 int setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
 322 {
 323         return 0;
 324 }
 325
 326 static void flush_tlb_all_ipi(void *info)
 327 {
 328         local_flush_tlb_all();
 329 }
 330
 331 void flush_tlb_all(void)
 332 {
 333         on_each_cpu(flush_tlb_all_ipi, 0, 1, 1);
 334 }
 335
 336 static void flush_tlb_mm_ipi(void *mm)
 337 {
 338         local_flush_tlb_mm((struct mm_struct *)mm);
 339 }
 340
 341 /*
 342  * The following tlb flush calls are invoked when old translations are
 343  * being torn down, or pte attributes are changing. For single threaded
 344  * address spaces, a new context is obtained on the current cpu, and tlb
 345  * context on other cpus are invalidated to force a new context allocation
 346  * at switch_mm time, should the mm ever be used on other cpus. For
 347  * multithreaded address spaces, intercpu interrupts have to be sent.
 348  * Another case where intercpu interrupts are required is when the target
 349  * mm might be active on another cpu (eg debuggers doing the flushes on
 350  * behalf of debugees, kswapd stealing pages from another process etc).
 351  * Kanoj 07/00.
 352  */
 353
 354 void flush_tlb_mm(struct mm_struct *mm)
 355 {
 356         preempt_disable();
 357
 358         if ((atomic_read(&mm->mm_users) != 1) || (current->mm != mm)) {
 359                 smp_call_function(flush_tlb_mm_ipi, (void *)mm, 1, 1);
 360         } else {
 361                 int i;
 362                 for (i = 0; i < num_online_cpus(); i++)
 363                         if (smp_processor_id() != i)
 364                                 cpu_context(i, mm) = 0;
 365         }
 366         local_flush_tlb_mm(mm);
 367
 368         preempt_enable();
 369 }
 370
 371 struct flush_tlb_data {
 372         struct vm_area_struct *vma;
 373         unsigned long addr1;
 374         unsigned long addr2;
 375 };
 376
 377 static void flush_tlb_range_ipi(void *info)
 378 {
 379         struct flush_tlb_data *fd = (struct flush_tlb_data *)info;
 380
 381         local_flush_tlb_range(fd->vma, fd->addr1, fd->addr2);
 382 }
 383
 384 void flush_tlb_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start, unsigned long end)
 385 {
 386         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 387
 388         preempt_disable();
 389         if ((atomic_read(&mm->mm_users) != 1) || (current->mm != mm)) {
 390                 struct flush_tlb_data fd;
 391
 392                 fd.vma = vma;
 393                 fd.addr1 = start;
 394                 fd.addr2 = end;
 395                 smp_call_function(flush_tlb_range_ipi, (void *)&fd, 1, 1);
 396         } else {
 397                 int i;
 398                 for (i = 0; i < num_online_cpus(); i++)
 399                         if (smp_processor_id() != i)
 400                                 cpu_context(i, mm) = 0;
 401         }
 402         local_flush_tlb_range(vma, start, end);
 403         preempt_enable();
 404 }
 405
 406 static void flush_tlb_kernel_range_ipi(void *info)
 407 {
 408         struct flush_tlb_data *fd = (struct flush_tlb_data *)info;
 409
 410         local_flush_tlb_kernel_range(fd->addr1, fd->addr2);
 411 }
 412
 413 void flush_tlb_kernel_range(unsigned long start, unsigned long end)
 414 {
 415         struct flush_tlb_data fd;
 416
 417         fd.addr1 = start;
 418         fd.addr2 = end;
 419         on_each_cpu(flush_tlb_kernel_range_ipi, (void *)&fd, 1, 1);
 420 }
 421
 422 static void flush_tlb_page_ipi(void *info)
 423 {
 424         struct flush_tlb_data *fd = (struct flush_tlb_data *)info;
 425
 426         local_flush_tlb_page(fd->vma, fd->addr1);
 427 }
 428
 429 void flush_tlb_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long page)
 430 {
 431         preempt_disable();
 432         if ((atomic_read(&vma->vm_mm->mm_users) != 1) || (current->mm != vma->vm_mm)) {
 433                 struct flush_tlb_data fd;
 434
 435                 fd.vma = vma;
 436                 fd.addr1 = page;
 437                 smp_call_function(flush_tlb_page_ipi, (void *)&fd, 1, 1);
 438         } else {
 439                 int i;
 440                 for (i = 0; i < num_online_cpus(); i++)
 441                         if (smp_processor_id() != i)
 442                                 cpu_context(i, vma->vm_mm) = 0;
 443         }
 444         local_flush_tlb_page(vma, page);
 445         preempt_enable();
 446 }
 447
 448 static void flush_tlb_one_ipi(void *info)
 449 {
 450         unsigned long vaddr = (unsigned long) info;
 451
 452         local_flush_tlb_one(vaddr);
 453 }
 454
 455 void flush_tlb_one(unsigned long vaddr)
 456 {
 457         smp_call_function(flush_tlb_one_ipi, (void *) vaddr, 1, 1);
 458         local_flush_tlb_one(vaddr);
 459 }
 460
 461 EXPORT_SYMBOL(flush_tlb_page);
 462 EXPORT_SYMBOL(flush_tlb_one);
 463 EXPORT_SYMBOL(cpu_data);
 464 EXPORT_SYMBOL(synchronize_irq);