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
  33 #include <asm/atomic.h>
  34 #include <asm/cpu.h>
  35 #include <asm/processor.h>
  36 #include <asm/system.h>
  37 #include <asm/mmu_context.h>
  38 #include <asm/smp.h>
  39
  40 cpumask_t phys_cpu_present_map;         /* Bitmask of available CPUs */
  41 volatile cpumask_t cpu_callin_map;      /* Bitmask of started secondaries */
  42 cpumask_t cpu_online_map;               /* Bitmask of currently online CPUs */
  43 int __cpu_number_map[NR_CPUS];          /* Map physical to logical */
  44 int __cpu_logical_map[NR_CPUS];         /* Map logical to physical */
  45
  46 EXPORT_SYMBOL(phys_cpu_present_map);
  47 EXPORT_SYMBOL(cpu_online_map);
  48
  49 cycles_t cacheflush_time;
  50 unsigned long cache_decay_ticks;
  51
  52 static void smp_tune_scheduling (void)
  53 {
  54         struct cache_desc *cd = &current_cpu_data.scache;
  55         unsigned long cachesize;       /* kB   */
  56         unsigned long bandwidth = 350; /* MB/s */
  57         unsigned long cpu_khz;
  58
  59         /*
  60          * Crude estimate until we actually meassure ...
  61          */
  62         cpu_khz = loops_per_jiffy * 2 * HZ / 1000;
  63
  64         /*
  65          * Rough estimation for SMP scheduling, this is the number of
  66          * cycles it takes for a fully memory-limited process to flush
  67          * the SMP-local cache.
  68          *
  69          * (For a P5 this pretty much means we will choose another idle
  70          *  CPU almost always at wakeup time (this is due to the small
  71          *  L1 cache), on PIIs it's around 50-100 usecs, depending on
  72          *  the cache size)
  73          */
  74         if (!cpu_khz) {
  75                 /*
  76                  * This basically disables processor-affinity scheduling on SMP
  77                  * without a cycle counter.  Currently all SMP capable MIPS
  78                  * processors have a cycle counter.
  79                  */
  80                 cacheflush_time = 0;
  81                 return;
  82         }
  83
  84         cachesize = cd->linesz * cd->sets * cd->ways;
  85         cacheflush_time = (cpu_khz>>10) * (cachesize<<10) / bandwidth;
  86         cache_decay_ticks = (long)cacheflush_time/cpu_khz * HZ / 1000;
  87
  88         printk("per-CPU timeslice cutoff: %ld.%02ld usecs.\n",
  89                 (long)cacheflush_time/(cpu_khz/1000),
  90                 ((long)cacheflush_time*100/(cpu_khz/1000)) % 100);
  91         printk("task migration cache decay timeout: %ld msecs.\n",
  92                 (cache_decay_ticks + 1) * 1000 / HZ);
  93 }
  94
  95 extern void __init calibrate_delay(void);
  96 extern ATTRIB_NORET void cpu_idle(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 DEFINE_SPINLOCK(smp_call_lock);
 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_prepare_cpus(max_cpus);
 240 }
 241
 242 /* preload SMP state for boot cpu */
 243 void __devinit smp_prepare_boot_cpu(void)
 244 {
 245         /*
 246          * This assumes that bootup is always handled by the processor
 247          * with the logic and physical number 0.
 248          */
 249         __cpu_number_map[0] = 0;
 250         __cpu_logical_map[0] = 0;
 251         cpu_set(0, phys_cpu_present_map);
 252         cpu_set(0, cpu_online_map);
 253         cpu_set(0, cpu_callin_map);
 254 }
 255
 256 /*
 257  * Startup the CPU with this logical number
 258  */
 259 static int __init do_boot_cpu(int cpu)
 260 {
 261         struct task_struct *idle;
 262
 263         /*
 264          * The following code is purely to make sure
 265          * Linux can schedule processes on this slave.
 266          */
 267         idle = fork_idle(cpu);
 268         if (IS_ERR(idle))
 269                 panic("failed fork for CPU %d\n", cpu);
 270
 271         prom_boot_secondary(cpu, idle);
 272
 273         /* XXXKW timeout */
 274         while (!cpu_isset(cpu, cpu_callin_map))
 275                 udelay(100);
 276
 277         cpu_set(cpu, cpu_online_map);
 278
 279         return 0;
 280 }
 281
 282 /*
 283  * Called once for each "cpu_possible(cpu)".  Needs to spin up the cpu
 284  * and keep control until "cpu_online(cpu)" is set.  Note: cpu is
 285  * physical, not logical.
 286  */
 287 int __devinit __cpu_up(unsigned int cpu)
 288 {
 289         int ret;
 290
 291         /* Processor goes to start_secondary(), sets online flag */
 292         ret = do_boot_cpu(cpu);
 293         if (ret < 0)
 294                 return ret;
 295
 296         return 0;
 297 }
 298
 299 /* Not really SMP stuff ... */
 300 int setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
 301 {
 302         return 0;
 303 }
 304
 305 static void flush_tlb_all_ipi(void *info)
 306 {
 307         local_flush_tlb_all();
 308 }
 309
 310 void flush_tlb_all(void)
 311 {
 312         on_each_cpu(flush_tlb_all_ipi, 0, 1, 1);
 313 }
 314
 315 static void flush_tlb_mm_ipi(void *mm)
 316 {
 317         local_flush_tlb_mm((struct mm_struct *)mm);
 318 }
 319
 320 /*
 321  * The following tlb flush calls are invoked when old translations are
 322  * being torn down, or pte attributes are changing. For single threaded
 323  * address spaces, a new context is obtained on the current cpu, and tlb
 324  * context on other cpus are invalidated to force a new context allocation
 325  * at switch_mm time, should the mm ever be used on other cpus. For
 326  * multithreaded address spaces, intercpu interrupts have to be sent.
 327  * Another case where intercpu interrupts are required is when the target
 328  * mm might be active on another cpu (eg debuggers doing the flushes on
 329  * behalf of debugees, kswapd stealing pages from another process etc).
 330  * Kanoj 07/00.
 331  */
 332
 333 void flush_tlb_mm(struct mm_struct *mm)
 334 {
 335         preempt_disable();
 336
 337         if ((atomic_read(&mm->mm_users) != 1) || (current->mm != mm)) {
 338                 smp_call_function(flush_tlb_mm_ipi, (void *)mm, 1, 1);
 339         } else {
 340                 int i;
 341                 for (i = 0; i < num_online_cpus(); i++)
 342                         if (smp_processor_id() != i)
 343                                 cpu_context(i, mm) = 0;
 344         }
 345         local_flush_tlb_mm(mm);
 346
 347         preempt_enable();
 348 }
 349
 350 struct flush_tlb_data {
 351         struct vm_area_struct *vma;
 352         unsigned long addr1;
 353         unsigned long addr2;
 354 };
 355
 356 static void flush_tlb_range_ipi(void *info)
 357 {
 358         struct flush_tlb_data *fd = (struct flush_tlb_data *)info;
 359
 360         local_flush_tlb_range(fd->vma, fd->addr1, fd->addr2);
 361 }
 362
 363 void flush_tlb_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start, unsigned long end)
 364 {
 365         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 366
 367         preempt_disable();
 368         if ((atomic_read(&mm->mm_users) != 1) || (current->mm != mm)) {
 369                 struct flush_tlb_data fd;
 370
 371                 fd.vma = vma;
 372                 fd.addr1 = start;
 373                 fd.addr2 = end;
 374                 smp_call_function(flush_tlb_range_ipi, (void *)&fd, 1, 1);
 375         } else {
 376                 int i;
 377                 for (i = 0; i < num_online_cpus(); i++)
 378                         if (smp_processor_id() != i)
 379                                 cpu_context(i, mm) = 0;
 380         }
 381         local_flush_tlb_range(vma, start, end);
 382         preempt_enable();
 383 }
 384
 385 static void flush_tlb_kernel_range_ipi(void *info)
 386 {
 387         struct flush_tlb_data *fd = (struct flush_tlb_data *)info;
 388
 389         local_flush_tlb_kernel_range(fd->addr1, fd->addr2);
 390 }
 391
 392 void flush_tlb_kernel_range(unsigned long start, unsigned long end)
 393 {
 394         struct flush_tlb_data fd;
 395
 396         fd.addr1 = start;
 397         fd.addr2 = end;
 398         on_each_cpu(flush_tlb_kernel_range_ipi, (void *)&fd, 1, 1);
 399 }
 400
 401 static void flush_tlb_page_ipi(void *info)
 402 {
 403         struct flush_tlb_data *fd = (struct flush_tlb_data *)info;
 404
 405         local_flush_tlb_page(fd->vma, fd->addr1);
 406 }
 407
 408 void flush_tlb_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long page)
 409 {
 410         preempt_disable();
 411         if ((atomic_read(&vma->vm_mm->mm_users) != 1) || (current->mm != vma->vm_mm)) {
 412                 struct flush_tlb_data fd;
 413
 414                 fd.vma = vma;
 415                 fd.addr1 = page;
 416                 smp_call_function(flush_tlb_page_ipi, (void *)&fd, 1, 1);
 417         } else {
 418                 int i;
 419                 for (i = 0; i < num_online_cpus(); i++)
 420                         if (smp_processor_id() != i)
 421                                 cpu_context(i, vma->vm_mm) = 0;
 422         }
 423         local_flush_tlb_page(vma, page);
 424         preempt_enable();
 425 }
 426
 427 static void flush_tlb_one_ipi(void *info)
 428 {
 429         unsigned long vaddr = (unsigned long) info;
 430
 431         local_flush_tlb_one(vaddr);
 432 }
 433
 434 void flush_tlb_one(unsigned long vaddr)
 435 {
 436         smp_call_function(flush_tlb_one_ipi, (void *) vaddr, 1, 1);
 437         local_flush_tlb_one(vaddr);
 438 }
 439
 440 EXPORT_SYMBOL(flush_tlb_page);
 441 EXPORT_SYMBOL(flush_tlb_one);
 442 EXPORT_SYMBOL(cpu_data);
 443 EXPORT_SYMBOL(synchronize_irq);