This commit was manufactured by cvs2svn to create branch 'vserver'.
[linux-2.6.git] / arch / i386 / kernel / smp-xen.c
diff --git a/arch/i386/kernel/smp-xen.c b/arch/i386/kernel/smp-xen.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..78e3784
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,617 @@
+/*
+ *     Intel SMP support routines.
+ *
+ *     (c) 1995 Alan Cox, Building #3 <alan@redhat.com>
+ *     (c) 1998-99, 2000 Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
+ *
+ *     This code is released under the GNU General Public License version 2 or
+ *     later.
+ */
+
+#include <linux/init.h>
+
+#include <linux/mm.h>
+#include <linux/delay.h>
+#include <linux/spinlock.h>
+#include <linux/smp_lock.h>
+#include <linux/kernel_stat.h>
+#include <linux/mc146818rtc.h>
+#include <linux/cache.h>
+#include <linux/interrupt.h>
+#include <linux/cpu.h>
+#include <linux/module.h>
+
+#include <asm/mtrr.h>
+#include <asm/tlbflush.h>
+#include <asm/desc.h>
+#if 0
+#include <mach_apic.h>
+#endif
+#include <xen/evtchn.h>
+
+/*
+ *     Some notes on x86 processor bugs affecting SMP operation:
+ *
+ *     Pentium, Pentium Pro, II, III (and all CPUs) have bugs.
+ *     The Linux implications for SMP are handled as follows:
+ *
+ *     Pentium III / [Xeon]
+ *             None of the E1AP-E3AP errata are visible to the user.
+ *
+ *     E1AP.   see PII A1AP
+ *     E2AP.   see PII A2AP
+ *     E3AP.   see PII A3AP
+ *
+ *     Pentium II / [Xeon]
+ *             None of the A1AP-A3AP errata are visible to the user.
+ *
+ *     A1AP.   see PPro 1AP
+ *     A2AP.   see PPro 2AP
+ *     A3AP.   see PPro 7AP
+ *
+ *     Pentium Pro
+ *             None of 1AP-9AP errata are visible to the normal user,
+ *     except occasional delivery of 'spurious interrupt' as trap #15.
+ *     This is very rare and a non-problem.
+ *
+ *     1AP.    Linux maps APIC as non-cacheable
+ *     2AP.    worked around in hardware
+ *     3AP.    fixed in C0 and above steppings microcode update.
+ *             Linux does not use excessive STARTUP_IPIs.
+ *     4AP.    worked around in hardware
+ *     5AP.    symmetric IO mode (normal Linux operation) not affected.
+ *             'noapic' mode has vector 0xf filled out properly.
+ *     6AP.    'noapic' mode might be affected - fixed in later steppings
+ *     7AP.    We do not assume writes to the LVT deassering IRQs
+ *     8AP.    We do not enable low power mode (deep sleep) during MP bootup
+ *     9AP.    We do not use mixed mode
+ *
+ *     Pentium
+ *             There is a marginal case where REP MOVS on 100MHz SMP
+ *     machines with B stepping processors can fail. XXX should provide
+ *     an L1cache=Writethrough or L1cache=off option.
+ *
+ *             B stepping CPUs may hang. There are hardware work arounds
+ *     for this. We warn about it in case your board doesn't have the work
+ *     arounds. Basically thats so I can tell anyone with a B stepping
+ *     CPU and SMP problems "tough".
+ *
+ *     Specific items [From Pentium Processor Specification Update]
+ *
+ *     1AP.    Linux doesn't use remote read
+ *     2AP.    Linux doesn't trust APIC errors
+ *     3AP.    We work around this
+ *     4AP.    Linux never generated 3 interrupts of the same priority
+ *             to cause a lost local interrupt.
+ *     5AP.    Remote read is never used
+ *     6AP.    not affected - worked around in hardware
+ *     7AP.    not affected - worked around in hardware
+ *     8AP.    worked around in hardware - we get explicit CS errors if not
+ *     9AP.    only 'noapic' mode affected. Might generate spurious
+ *             interrupts, we log only the first one and count the
+ *             rest silently.
+ *     10AP.   not affected - worked around in hardware
+ *     11AP.   Linux reads the APIC between writes to avoid this, as per
+ *             the documentation. Make sure you preserve this as it affects
+ *             the C stepping chips too.
+ *     12AP.   not affected - worked around in hardware
+ *     13AP.   not affected - worked around in hardware
+ *     14AP.   we always deassert INIT during bootup
+ *     15AP.   not affected - worked around in hardware
+ *     16AP.   not affected - worked around in hardware
+ *     17AP.   not affected - worked around in hardware
+ *     18AP.   not affected - worked around in hardware
+ *     19AP.   not affected - worked around in BIOS
+ *
+ *     If this sounds worrying believe me these bugs are either ___RARE___,
+ *     or are signal timing bugs worked around in hardware and there's
+ *     about nothing of note with C stepping upwards.
+ */
+
+DEFINE_PER_CPU(struct tlb_state, cpu_tlbstate) ____cacheline_aligned = { &init_mm, 0, };
+
+/*
+ * the following functions deal with sending IPIs between CPUs.
+ *
+ * We use 'broadcast', CPU->CPU IPIs and self-IPIs too.
+ */
+
+static inline int __prepare_ICR (unsigned int shortcut, int vector)
+{
+       return APIC_DM_FIXED | shortcut | vector | APIC_DEST_LOGICAL;
+}
+
+static inline int __prepare_ICR2 (unsigned int mask)
+{
+       return SET_APIC_DEST_FIELD(mask);
+}
+
+DECLARE_PER_CPU(int, ipi_to_irq[NR_IPIS]);
+
+static inline void __send_IPI_one(unsigned int cpu, int vector)
+{
+       int irq = per_cpu(ipi_to_irq, cpu)[vector];
+       BUG_ON(irq < 0);
+       notify_remote_via_irq(irq);
+}
+
+void __send_IPI_shortcut(unsigned int shortcut, int vector)
+{
+       int cpu;
+
+       switch (shortcut) {
+       case APIC_DEST_SELF:
+               __send_IPI_one(smp_processor_id(), vector);
+               break;
+       case APIC_DEST_ALLBUT:
+               for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; ++cpu) {
+                       if (cpu == smp_processor_id())
+                               continue;
+                       if (cpu_isset(cpu, cpu_online_map)) {
+                               __send_IPI_one(cpu, vector);
+                       }
+               }
+               break;
+       default:
+               printk("XXXXXX __send_IPI_shortcut %08x vector %d\n", shortcut,
+                      vector);
+               break;
+       }
+}
+
+void fastcall send_IPI_self(int vector)
+{
+       __send_IPI_shortcut(APIC_DEST_SELF, vector);
+}
+
+/*
+ * This is only used on smaller machines.
+ */
+void send_IPI_mask_bitmask(cpumask_t mask, int vector)
+{
+       unsigned long flags;
+       unsigned int cpu;
+
+       local_irq_save(flags);
+       WARN_ON(cpus_addr(mask)[0] & ~cpus_addr(cpu_online_map)[0]);
+
+       for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; ++cpu) {
+               if (cpu_isset(cpu, mask)) {
+                       __send_IPI_one(cpu, vector);
+               }
+       }
+
+       local_irq_restore(flags);
+}
+
+void send_IPI_mask_sequence(cpumask_t mask, int vector)
+{
+
+       send_IPI_mask_bitmask(mask, vector);
+}
+
+#include <mach_ipi.h> /* must come after the send_IPI functions above for inlining */
+
+#if 0 /* XEN */
+/*
+ *     Smarter SMP flushing macros. 
+ *             c/o Linus Torvalds.
+ *
+ *     These mean you can really definitely utterly forget about
+ *     writing to user space from interrupts. (Its not allowed anyway).
+ *
+ *     Optimizations Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
+ */
+
+static cpumask_t flush_cpumask;
+static struct mm_struct * flush_mm;
+static unsigned long flush_va;
+static DEFINE_SPINLOCK(tlbstate_lock);
+#define FLUSH_ALL      0xffffffff
+
+/*
+ * We cannot call mmdrop() because we are in interrupt context, 
+ * instead update mm->cpu_vm_mask.
+ *
+ * We need to reload %cr3 since the page tables may be going
+ * away from under us..
+ */
+static inline void leave_mm (unsigned long cpu)
+{
+       if (per_cpu(cpu_tlbstate, cpu).state == TLBSTATE_OK)
+               BUG();
+       cpu_clear(cpu, per_cpu(cpu_tlbstate, cpu).active_mm->cpu_vm_mask);
+       load_cr3(swapper_pg_dir);
+}
+
+/*
+ *
+ * The flush IPI assumes that a thread switch happens in this order:
+ * [cpu0: the cpu that switches]
+ * 1) switch_mm() either 1a) or 1b)
+ * 1a) thread switch to a different mm
+ * 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 superflous
+ *     tlb flush.
+ * 1a2) set cpu_tlbstate to TLBSTATE_OK
+ *     Now the smp_invalidate_interrupt won't call leave_mm if cpu0
+ *     was in lazy tlb mode.
+ * 1a3) update cpu_tlbstate[].active_mm
+ *     Now cpu0 accepts tlb flushes for the new mm.
+ * 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
+ *     cpu_tlbstate[].active_mm is correct, cpu0 already handles
+ *     flush ipis.
+ * 1b1) set cpu_tlbstate to TLBSTATE_OK
+ * 1b2) test_and_set the cpu bit in cpu_vm_mask.
+ *     Atomically set the bit [other cpus will start sending flush ipis],
+ *     and test the bit.
+ * 1b3) if the bit was 0: leave_mm was called, flush the tlb.
+ * 2) switch %%esp, ie current
+ *
+ * The interrupt must handle 2 special cases:
+ * - cr3 is changed before %%esp, ie. it cannot use current->{active_,}mm.
+ * - the cpu performs speculative tlb reads, i.e. even if the cpu only
+ *   runs in kernel space, the cpu could load tlb entries for user space
+ *   pages.
+ *
+ * The good news is that cpu_tlbstate is local to each cpu, no
+ * write/read ordering problems.
+ */
+
+/*
+ * TLB flush IPI:
+ *
+ * 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.
+ */
+
+irqreturn_t smp_invalidate_interrupt(int irq, void *dev_id,
+                                    struct pt_regs *regs)
+{
+       unsigned long cpu;
+
+       cpu = get_cpu();
+       if (current->active_mm)
+               load_user_cs_desc(cpu, current->active_mm);
+
+       if (!cpu_isset(cpu, flush_cpumask))
+               goto out;
+               /* 
+                * This was a BUG() but until someone can quote me the
+                * line from the intel manual that guarantees an IPI to
+                * multiple CPUs is retried _only_ on the erroring CPUs
+                * its staying as a return
+                *
+                * BUG();
+                */
+                
+       if (flush_mm == per_cpu(cpu_tlbstate, cpu).active_mm) {
+               if (per_cpu(cpu_tlbstate, cpu).state == TLBSTATE_OK) {
+                       if (flush_va == FLUSH_ALL)
+                               local_flush_tlb();
+                       else
+                               __flush_tlb_one(flush_va);
+               } else
+                       leave_mm(cpu);
+       }
+       smp_mb__before_clear_bit();
+       cpu_clear(cpu, flush_cpumask);
+       smp_mb__after_clear_bit();
+out:
+       put_cpu_no_resched();
+
+       return IRQ_HANDLED;
+}
+
+static void flush_tlb_others(cpumask_t cpumask, struct mm_struct *mm,
+                                               unsigned long va)
+{
+       /*
+        * A couple of (to be removed) sanity checks:
+        *
+        * - current CPU must not be in mask
+        * - mask must exist :)
+        */
+       BUG_ON(cpus_empty(cpumask));
+       BUG_ON(cpu_isset(smp_processor_id(), cpumask));
+       BUG_ON(!mm);
+
+       /* If a CPU which we ran on has gone down, OK. */
+       cpus_and(cpumask, cpumask, cpu_online_map);
+       if (cpus_empty(cpumask))
+               return;
+
+       /*
+        * 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;
+#if NR_CPUS <= BITS_PER_LONG
+       atomic_set_mask(cpumask, &flush_cpumask);
+#else
+       {
+               int k;
+               unsigned long *flush_mask = (unsigned long *)&flush_cpumask;
+               unsigned long *cpu_mask = (unsigned long *)&cpumask;
+               for (k = 0; k < BITS_TO_LONGS(NR_CPUS); ++k)
+                       atomic_set_mask(cpu_mask[k], &flush_mask[k]);
+       }
+#endif
+       /*
+        * We have to send the IPI only to
+        * CPUs affected.
+        */
+       send_IPI_mask(cpumask, INVALIDATE_TLB_VECTOR);
+
+       while (!cpus_empty(flush_cpumask))
+               /* nothing. lockup detection does not belong here */
+               mb();
+
+       flush_mm = NULL;
+       flush_va = 0;
+       spin_unlock(&tlbstate_lock);
+}
+       
+void flush_tlb_current_task(void)
+{
+       struct mm_struct *mm = current->mm;
+       cpumask_t cpu_mask;
+
+       preempt_disable();
+       cpu_mask = mm->cpu_vm_mask;
+       cpu_clear(smp_processor_id(), cpu_mask);
+
+       local_flush_tlb();
+       if (!cpus_empty(cpu_mask))
+               flush_tlb_others(cpu_mask, mm, FLUSH_ALL);
+       preempt_enable();
+}
+
+void flush_tlb_mm (struct mm_struct * mm)
+{
+       cpumask_t cpu_mask;
+
+       preempt_disable();
+       cpu_mask = mm->cpu_vm_mask;
+       cpu_clear(smp_processor_id(), cpu_mask);
+
+       if (current->active_mm == mm) {
+               if (current->mm)
+                       local_flush_tlb();
+               else
+                       leave_mm(smp_processor_id());
+       }
+       if (!cpus_empty(cpu_mask))
+               flush_tlb_others(cpu_mask, mm, FLUSH_ALL);
+
+       preempt_enable();
+}
+
+void flush_tlb_page(struct vm_area_struct * vma, unsigned long va)
+{
+       struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
+       cpumask_t cpu_mask;
+
+       preempt_disable();
+       cpu_mask = mm->cpu_vm_mask;
+       cpu_clear(smp_processor_id(), cpu_mask);
+
+       if (current->active_mm == mm) {
+               if(current->mm)
+                       __flush_tlb_one(va);
+               else
+                       leave_mm(smp_processor_id());
+       }
+
+       if (!cpus_empty(cpu_mask))
+               flush_tlb_others(cpu_mask, mm, va);
+
+       preempt_enable();
+}
+EXPORT_SYMBOL(flush_tlb_page);
+
+static void do_flush_tlb_all(void* info)
+{
+       unsigned long cpu = smp_processor_id();
+
+       __flush_tlb_all();
+       if (per_cpu(cpu_tlbstate, cpu).state == TLBSTATE_LAZY)
+               leave_mm(cpu);
+}
+
+void flush_tlb_all(void)
+{
+       on_each_cpu(do_flush_tlb_all, NULL, 1, 1);
+}
+
+#else
+
+irqreturn_t smp_invalidate_interrupt(int irq, void *dev_id,
+                                    struct pt_regs *regs)
+{ return 0; }
+void flush_tlb_current_task(void)
+{ xen_tlb_flush_mask(&current->mm->cpu_vm_mask); }
+void flush_tlb_mm(struct mm_struct * mm)
+{ xen_tlb_flush_mask(&mm->cpu_vm_mask); }
+void flush_tlb_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long va)
+{ xen_invlpg_mask(&vma->vm_mm->cpu_vm_mask, va); }
+EXPORT_SYMBOL(flush_tlb_page);
+void flush_tlb_all(void)
+{ xen_tlb_flush_all(); }
+
+#endif /* XEN */
+
+/*
+ * this function sends a 'reschedule' IPI to another CPU.
+ * it goes straight through and wastes no time serializing
+ * anything. Worst case is that we lose a reschedule ...
+ */
+void smp_send_reschedule(int cpu)
+{
+       WARN_ON(cpu_is_offline(cpu));
+       send_IPI_mask(cpumask_of_cpu(cpu), RESCHEDULE_VECTOR);
+}
+
+/*
+ * Structure and data for smp_call_function(). This is designed to minimise
+ * static memory requirements. It also looks cleaner.
+ */
+static DEFINE_SPINLOCK(call_lock);
+
+struct call_data_struct {
+       void (*func) (void *info);
+       void *info;
+       atomic_t started;
+       atomic_t finished;
+       int wait;
+};
+
+void lock_ipi_call_lock(void)
+{
+       spin_lock_irq(&call_lock);
+}
+
+void unlock_ipi_call_lock(void)
+{
+       spin_unlock_irq(&call_lock);
+}
+
+static struct call_data_struct *call_data;
+
+/**
+ * smp_call_function(): Run a function on all other CPUs.
+ * @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 (atomically) until function has completed on other CPUs.
+ *
+ * Returns 0 on success, else a negative status code. Does not return until
+ * remote CPUs are nearly ready to execute <<func>> or are or have executed.
+ *
+ * You must not call this function with disabled interrupts or from a
+ * hardware interrupt handler or from a bottom half handler.
+ */
+int smp_call_function (void (*func) (void *info), void *info, int nonatomic,
+                       int wait)
+{
+       struct call_data_struct data;
+       int cpus;
+
+       /* Holding any lock stops cpus from going down. */
+       spin_lock(&call_lock);
+       cpus = num_online_cpus() - 1;
+       if (!cpus) {
+               spin_unlock(&call_lock);
+               return 0;
+       }
+
+       /* Can deadlock when called with interrupts disabled */
+       WARN_ON(irqs_disabled());
+
+       data.func = func;
+       data.info = info;
+       atomic_set(&data.started, 0);
+       data.wait = wait;
+       if (wait)
+               atomic_set(&data.finished, 0);
+
+       call_data = &data;
+       mb();
+       
+       /* Send a message to all other CPUs and wait for them to respond */
+       send_IPI_allbutself(CALL_FUNCTION_VECTOR);
+
+       /* Wait for response */
+       while (atomic_read(&data.started) != cpus)
+               barrier();
+
+       if (wait)
+               while (atomic_read(&data.finished) != cpus)
+                       barrier();
+       spin_unlock(&call_lock);
+
+       return 0;
+}
+EXPORT_SYMBOL(smp_call_function);
+
+static void stop_this_cpu (void * dummy)
+{
+       /*
+        * Remove this CPU:
+        */
+       cpu_clear(smp_processor_id(), cpu_online_map);
+       local_irq_disable();
+#if 0
+       disable_local_APIC();
+#endif
+       if (cpu_data[smp_processor_id()].hlt_works_ok)
+               for(;;) halt();
+       for (;;);
+}
+
+/*
+ * this function calls the 'stop' function on all other CPUs in the system.
+ */
+
+void smp_send_stop(void)
+{
+       smp_call_function(stop_this_cpu, NULL, 1, 0);
+
+       local_irq_disable();
+#if 0
+       disable_local_APIC();
+#endif
+       local_irq_enable();
+}
+
+/*
+ * Reschedule call back. Nothing to do,
+ * all the work is done automatically when
+ * we return from the interrupt.
+ */
+irqreturn_t smp_reschedule_interrupt(int irq, void *dev_id,
+                                    struct pt_regs *regs)
+{
+
+       return IRQ_HANDLED;
+}
+
+#include <linux/kallsyms.h>
+irqreturn_t smp_call_function_interrupt(int irq, void *dev_id,
+                                       struct pt_regs *regs)
+{
+       void (*func) (void *info) = call_data->func;
+       void *info = call_data->info;
+       int wait = call_data->wait;
+
+       /*
+        * Notify initiating CPU that I've grabbed the data and am
+        * about to execute the function
+        */
+       mb();
+       atomic_inc(&call_data->started);
+       /*
+        * At this point the info structure may be out of scope unless wait==1
+        */
+       irq_enter();
+       (*func)(info);
+       irq_exit();
+
+       if (wait) {
+               mb();
+               atomic_inc(&call_data->finished);
+       }
+
+       return IRQ_HANDLED;
+}
+