arch/ia64/sn/kernel/sn2/sn2_smp.c

   1 /*
   2  * SN2 Platform specific SMP Support
   3  *
   4  * This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
   5  * License.  See the file "COPYING" in the main directory of this archive
   6  * for more details.
   7  *
   8  * Copyright (C) 2000-2006 Silicon Graphics, Inc. All rights reserved.
   9  */
  10
  11 #include <linux/init.h>
  12 #include <linux/kernel.h>
  13 #include <linux/spinlock.h>
  14 #include <linux/threads.h>
  15 #include <linux/sched.h>
  16 #include <linux/smp.h>
  17 #include <linux/interrupt.h>
  18 #include <linux/irq.h>
  19 #include <linux/mmzone.h>
  20 #include <linux/module.h>
  21 #include <linux/bitops.h>
  22 #include <linux/nodemask.h>
  23 #include <linux/proc_fs.h>
  24 #include <linux/seq_file.h>
  25
  26 #include <asm/processor.h>
  27 #include <asm/irq.h>
  28 #include <asm/sal.h>
  29 #include <asm/system.h>
  30 #include <asm/delay.h>
  31 #include <asm/io.h>
  32 #include <asm/smp.h>
  33 #include <asm/tlb.h>
  34 #include <asm/numa.h>
  35 #include <asm/hw_irq.h>
  36 #include <asm/current.h>
  37 #include <asm/sn/sn_cpuid.h>
  38 #include <asm/sn/sn_sal.h>
  39 #include <asm/sn/addrs.h>
  40 #include <asm/sn/shub_mmr.h>
  41 #include <asm/sn/nodepda.h>
  42 #include <asm/sn/rw_mmr.h>
  43
  44 DEFINE_PER_CPU(struct ptc_stats, ptcstats);
  45 DECLARE_PER_CPU(struct ptc_stats, ptcstats);
  46
  47 static  __cacheline_aligned DEFINE_SPINLOCK(sn2_global_ptc_lock);
  48
  49 extern unsigned long
  50 sn2_ptc_deadlock_recovery_core(volatile unsigned long *, unsigned long,
  51                                volatile unsigned long *, unsigned long,
  52                                volatile unsigned long *, unsigned long);
  53 void
  54 sn2_ptc_deadlock_recovery(short *, short, short, int,
  55                           volatile unsigned long *, unsigned long,
  56                           volatile unsigned long *, unsigned long);
  57
  58 /*
  59  * Note: some is the following is captured here to make degugging easier
  60  * (the macros make more sense if you see the debug patch - not posted)
  61  */
  62 #define sn2_ptctest     0
  63 #define local_node_uses_ptc_ga(sh1)     ((sh1) ? 1 : 0)
  64 #define max_active_pio(sh1)             ((sh1) ? 32 : 7)
  65 #define reset_max_active_on_deadlock()  1
  66 #define PTC_LOCK(sh1)                   ((sh1) ? &sn2_global_ptc_lock : &sn_nodepda->ptc_lock)
  67
  68 struct ptc_stats {
  69         unsigned long ptc_l;
  70         unsigned long change_rid;
  71         unsigned long shub_ptc_flushes;
  72         unsigned long nodes_flushed;
  73         unsigned long deadlocks;
  74         unsigned long deadlocks2;
  75         unsigned long lock_itc_clocks;
  76         unsigned long shub_itc_clocks;
  77         unsigned long shub_itc_clocks_max;
  78         unsigned long shub_ptc_flushes_not_my_mm;
  79 };
  80
  81 #define sn2_ptctest     0
  82
  83 static inline unsigned long wait_piowc(void)
  84 {
  85         volatile unsigned long *piows;
  86         unsigned long zeroval, ws;
  87
  88         piows = pda->pio_write_status_addr;
  89         zeroval = pda->pio_write_status_val;
  90         do {
  91                 cpu_relax();
  92         } while (((ws = *piows) & SH_PIO_WRITE_STATUS_PENDING_WRITE_COUNT_MASK) != zeroval);
  93         return (ws & SH_PIO_WRITE_STATUS_WRITE_DEADLOCK_MASK) != 0;
  94 }
  95
  96 /**
  97  * sn_migrate - SN-specific task migration actions
  98  * @task: Task being migrated to new CPU
  99  *
 100  * SN2 PIO writes from separate CPUs are not guaranteed to arrive in order.
 101  * Context switching user threads which have memory-mapped MMIO may cause
 102  * PIOs to issue from seperate CPUs, thus the PIO writes must be drained
 103  * from the previous CPU's Shub before execution resumes on the new CPU.
 104  */
 105 void sn_migrate(struct task_struct *task)
 106 {
 107         pda_t *last_pda = pdacpu(task_thread_info(task)->last_cpu);
 108         volatile unsigned long *adr = last_pda->pio_write_status_addr;
 109         unsigned long val = last_pda->pio_write_status_val;
 110
 111         /* Drain PIO writes from old CPU's Shub */
 112         while (unlikely((*adr & SH_PIO_WRITE_STATUS_PENDING_WRITE_COUNT_MASK)
 113                         != val))
 114                 cpu_relax();
 115 }
 116
 117 void sn_tlb_migrate_finish(struct mm_struct *mm)
 118 {
 119         /* flush_tlb_mm is inefficient if more than 1 users of mm */
 120         if (mm == current->mm && mm && atomic_read(&mm->mm_users) == 1)
 121                 flush_tlb_mm(mm);
 122 }
 123
 124 /**
 125  * sn2_global_tlb_purge - globally purge translation cache of virtual address range
 126  * @mm: mm_struct containing virtual address range
 127  * @start: start of virtual address range
 128  * @end: end of virtual address range
 129  * @nbits: specifies number of bytes to purge per instruction (num = 1<<(nbits & 0xfc))
 130  *
 131  * Purges the translation caches of all processors of the given virtual address
 132  * range.
 133  *
 134  * Note:
 135  *      - cpu_vm_mask is a bit mask that indicates which cpus have loaded the context.
 136  *      - cpu_vm_mask is converted into a nodemask of the nodes containing the
 137  *        cpus in cpu_vm_mask.
 138  *      - if only one bit is set in cpu_vm_mask & it is the current cpu & the
 139  *        process is purging its own virtual address range, then only the
 140  *        local TLB needs to be flushed. This flushing can be done using
 141  *        ptc.l. This is the common case & avoids the global spinlock.
 142  *      - if multiple cpus have loaded the context, then flushing has to be
 143  *        done with ptc.g/MMRs under protection of the global ptc_lock.
 144  */
 145
 146 void
 147 sn2_global_tlb_purge(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
 148                      unsigned long end, unsigned long nbits)
 149 {
 150         int i, ibegin, shub1, cnode, mynasid, cpu, lcpu = 0, nasid;
 151         int mymm = (mm == current->active_mm && mm == current->mm);
 152         int use_cpu_ptcga;
 153         volatile unsigned long *ptc0, *ptc1;
 154         unsigned long itc, itc2, flags, data0 = 0, data1 = 0, rr_value, old_rr = 0;
 155         short nasids[MAX_NUMNODES], nix;
 156         nodemask_t nodes_flushed;
 157         int active, max_active, deadlock;
 158
 159         nodes_clear(nodes_flushed);
 160         i = 0;
 161
 162         for_each_cpu_mask(cpu, mm->cpu_vm_mask) {
 163                 cnode = cpu_to_node(cpu);
 164                 node_set(cnode, nodes_flushed);
 165                 lcpu = cpu;
 166                 i++;
 167         }
 168
 169         if (i == 0)
 170                 return;
 171
 172         preempt_disable();
 173
 174         if (likely(i == 1 && lcpu == smp_processor_id() && mymm)) {
 175                 do {
 176                         ia64_ptcl(start, nbits << 2);
 177                         start += (1UL << nbits);
 178                 } while (start < end);
 179                 ia64_srlz_i();
 180                 __get_cpu_var(ptcstats).ptc_l++;
 181                 preempt_enable();
 182                 return;
 183         }
 184
 185         if (atomic_read(&mm->mm_users) == 1 && mymm) {
 186                 flush_tlb_mm(mm);
 187                 __get_cpu_var(ptcstats).change_rid++;
 188                 preempt_enable();
 189                 return;
 190         }
 191
 192         itc = ia64_get_itc();
 193         nix = 0;
 194         for_each_node_mask(cnode, nodes_flushed)
 195                 nasids[nix++] = cnodeid_to_nasid(cnode);
 196
 197         rr_value = (mm->context << 3) | REGION_NUMBER(start);
 198
 199         shub1 = is_shub1();
 200         if (shub1) {
 201                 data0 = (1UL << SH1_PTC_0_A_SHFT) |
 202                         (nbits << SH1_PTC_0_PS_SHFT) |
 203                         (rr_value << SH1_PTC_0_RID_SHFT) |
 204                         (1UL << SH1_PTC_0_START_SHFT);
 205                 ptc0 = (long *)GLOBAL_MMR_PHYS_ADDR(0, SH1_PTC_0);
 206                 ptc1 = (long *)GLOBAL_MMR_PHYS_ADDR(0, SH1_PTC_1);
 207         } else {
 208                 data0 = (1UL << SH2_PTC_A_SHFT) |
 209                         (nbits << SH2_PTC_PS_SHFT) |
 210                         (1UL << SH2_PTC_START_SHFT);
 211                 ptc0 = (long *)GLOBAL_MMR_PHYS_ADDR(0, SH2_PTC +
 212                         (rr_value << SH2_PTC_RID_SHFT));
 213                 ptc1 = NULL;
 214         }
 215
 216
 217         mynasid = get_nasid();
 218         use_cpu_ptcga = local_node_uses_ptc_ga(shub1);
 219         max_active = max_active_pio(shub1);
 220
 221         itc = ia64_get_itc();
 222         spin_lock_irqsave(PTC_LOCK(shub1), flags);
 223         itc2 = ia64_get_itc();
 224
 225         __get_cpu_var(ptcstats).lock_itc_clocks += itc2 - itc;
 226         __get_cpu_var(ptcstats).shub_ptc_flushes++;
 227         __get_cpu_var(ptcstats).nodes_flushed += nix;
 228         if (!mymm)
 229                  __get_cpu_var(ptcstats).shub_ptc_flushes_not_my_mm++;
 230
 231         if (use_cpu_ptcga && !mymm) {
 232                 old_rr = ia64_get_rr(start);
 233                 ia64_set_rr(start, (old_rr & 0xff) | (rr_value << 8));
 234                 ia64_srlz_d();
 235         }
 236
 237         wait_piowc();
 238         do {
 239                 if (shub1)
 240                         data1 = start | (1UL << SH1_PTC_1_START_SHFT);
 241                 else
 242                         data0 = (data0 & ~SH2_PTC_ADDR_MASK) | (start & SH2_PTC_ADDR_MASK);
 243                 deadlock = 0;
 244                 active = 0;
 245                 for (ibegin = 0, i = 0; i < nix; i++) {
 246                         nasid = nasids[i];
 247                         if (use_cpu_ptcga && unlikely(nasid == mynasid)) {
 248                                 ia64_ptcga(start, nbits << 2);
 249                                 ia64_srlz_i();
 250                         } else {
 251                                 ptc0 = CHANGE_NASID(nasid, ptc0);
 252                                 if (ptc1)
 253                                         ptc1 = CHANGE_NASID(nasid, ptc1);
 254                                 pio_atomic_phys_write_mmrs(ptc0, data0, ptc1, data1);
 255                                 active++;
 256                         }
 257                         if (active >= max_active || i == (nix - 1)) {
 258                                 if ((deadlock = wait_piowc())) {
 259                                         sn2_ptc_deadlock_recovery(nasids, ibegin, i, mynasid, ptc0, data0, ptc1, data1);
 260                                         if (reset_max_active_on_deadlock())
 261                                                 max_active = 1;
 262                                 }
 263                                 active = 0;
 264                                 ibegin = i + 1;
 265                         }
 266                 }
 267                 start += (1UL << nbits);
 268         } while (start < end);
 269
 270         itc2 = ia64_get_itc() - itc2;
 271         __get_cpu_var(ptcstats).shub_itc_clocks += itc2;
 272         if (itc2 > __get_cpu_var(ptcstats).shub_itc_clocks_max)
 273                 __get_cpu_var(ptcstats).shub_itc_clocks_max = itc2;
 274
 275         if (old_rr) {
 276                 ia64_set_rr(start, old_rr);
 277                 ia64_srlz_d();
 278         }
 279
 280         spin_unlock_irqrestore(PTC_LOCK(shub1), flags);
 281
 282         preempt_enable();
 283 }
 284
 285 /*
 286  * sn2_ptc_deadlock_recovery
 287  *
 288  * Recover from PTC deadlocks conditions. Recovery requires stepping thru each
 289  * TLB flush transaction.  The recovery sequence is somewhat tricky & is
 290  * coded in assembly language.
 291  */
 292
 293 void
 294 sn2_ptc_deadlock_recovery(short *nasids, short ib, short ie, int mynasid,
 295                           volatile unsigned long *ptc0, unsigned long data0,
 296                           volatile unsigned long *ptc1, unsigned long data1)
 297 {
 298         short nasid, i;
 299         unsigned long *piows, zeroval, n;
 300
 301         __get_cpu_var(ptcstats).deadlocks++;
 302
 303         piows = (unsigned long *) pda->pio_write_status_addr;
 304         zeroval = pda->pio_write_status_val;
 305
 306
 307         for (i=ib; i <= ie; i++) {
 308                 nasid = nasids[i];
 309                 if (local_node_uses_ptc_ga(is_shub1()) && nasid == mynasid)
 310                         continue;
 311                 ptc0 = CHANGE_NASID(nasid, ptc0);
 312                 if (ptc1)
 313                         ptc1 = CHANGE_NASID(nasid, ptc1);
 314
 315                 n = sn2_ptc_deadlock_recovery_core(ptc0, data0, ptc1, data1, piows, zeroval);
 316                 __get_cpu_var(ptcstats).deadlocks2 += n;
 317         }
 318
 319 }
 320
 321 /**
 322  * sn_send_IPI_phys - send an IPI to a Nasid and slice
 323  * @nasid: nasid to receive the interrupt (may be outside partition)
 324  * @physid: physical cpuid to receive the interrupt.
 325  * @vector: command to send
 326  * @delivery_mode: delivery mechanism
 327  *
 328  * Sends an IPI (interprocessor interrupt) to the processor specified by
 329  * @physid
 330  *
 331  * @delivery_mode can be one of the following
 332  *
 333  * %IA64_IPI_DM_INT - pend an interrupt
 334  * %IA64_IPI_DM_PMI - pend a PMI
 335  * %IA64_IPI_DM_NMI - pend an NMI
 336  * %IA64_IPI_DM_INIT - pend an INIT interrupt
 337  */
 338 void sn_send_IPI_phys(int nasid, long physid, int vector, int delivery_mode)
 339 {
 340         long val;
 341         unsigned long flags = 0;
 342         volatile long *p;
 343
 344         p = (long *)GLOBAL_MMR_PHYS_ADDR(nasid, SH_IPI_INT);
 345         val = (1UL << SH_IPI_INT_SEND_SHFT) |
 346             (physid << SH_IPI_INT_PID_SHFT) |
 347             ((long)delivery_mode << SH_IPI_INT_TYPE_SHFT) |
 348             ((long)vector << SH_IPI_INT_IDX_SHFT) |
 349             (0x000feeUL << SH_IPI_INT_BASE_SHFT);
 350
 351         mb();
 352         if (enable_shub_wars_1_1()) {
 353                 spin_lock_irqsave(&sn2_global_ptc_lock, flags);
 354         }
 355         pio_phys_write_mmr(p, val);
 356         if (enable_shub_wars_1_1()) {
 357                 wait_piowc();
 358                 spin_unlock_irqrestore(&sn2_global_ptc_lock, flags);
 359         }
 360
 361 }
 362
 363 EXPORT_SYMBOL(sn_send_IPI_phys);
 364
 365 /**
 366  * sn2_send_IPI - send an IPI to a processor
 367  * @cpuid: target of the IPI
 368  * @vector: command to send
 369  * @delivery_mode: delivery mechanism
 370  * @redirect: redirect the IPI?
 371  *
 372  * Sends an IPI (InterProcessor Interrupt) to the processor specified by
 373  * @cpuid.  @vector specifies the command to send, while @delivery_mode can
 374  * be one of the following
 375  *
 376  * %IA64_IPI_DM_INT - pend an interrupt
 377  * %IA64_IPI_DM_PMI - pend a PMI
 378  * %IA64_IPI_DM_NMI - pend an NMI
 379  * %IA64_IPI_DM_INIT - pend an INIT interrupt
 380  */
 381 void sn2_send_IPI(int cpuid, int vector, int delivery_mode, int redirect)
 382 {
 383         long physid;
 384         int nasid;
 385
 386         physid = cpu_physical_id(cpuid);
 387         nasid = cpuid_to_nasid(cpuid);
 388
 389         /* the following is used only when starting cpus at boot time */
 390         if (unlikely(nasid == -1))
 391                 ia64_sn_get_sapic_info(physid, &nasid, NULL, NULL);
 392
 393         sn_send_IPI_phys(nasid, physid, vector, delivery_mode);
 394 }
 395
 396 #ifdef CONFIG_PROC_FS
 397
 398 #define PTC_BASENAME    "sgi_sn/ptc_statistics"
 399
 400 static void *sn2_ptc_seq_start(struct seq_file *file, loff_t * offset)
 401 {
 402         if (*offset < NR_CPUS)
 403                 return offset;
 404         return NULL;
 405 }
 406
 407 static void *sn2_ptc_seq_next(struct seq_file *file, void *data, loff_t * offset)
 408 {
 409         (*offset)++;
 410         if (*offset < NR_CPUS)
 411                 return offset;
 412         return NULL;
 413 }
 414
 415 static void sn2_ptc_seq_stop(struct seq_file *file, void *data)
 416 {
 417 }
 418
 419 static int sn2_ptc_seq_show(struct seq_file *file, void *data)
 420 {
 421         struct ptc_stats *stat;
 422         int cpu;
 423
 424         cpu = *(loff_t *) data;
 425
 426         if (!cpu) {
 427                 seq_printf(file,
 428                            "# cpu ptc_l newrid ptc_flushes nodes_flushed deadlocks lock_nsec shub_nsec shub_nsec_max not_my_mm deadlock2\n");
 429                 seq_printf(file, "# ptctest %d\n", sn2_ptctest);
 430         }
 431
 432         if (cpu < NR_CPUS && cpu_online(cpu)) {
 433                 stat = &per_cpu(ptcstats, cpu);
 434                 seq_printf(file, "cpu %d %ld %ld %ld %ld %ld %ld %ld %ld %ld %ld\n", cpu, stat->ptc_l,
 435                                 stat->change_rid, stat->shub_ptc_flushes, stat->nodes_flushed,
 436                                 stat->deadlocks,
 437                                 1000 * stat->lock_itc_clocks / per_cpu(cpu_info, cpu).cyc_per_usec,
 438                                 1000 * stat->shub_itc_clocks / per_cpu(cpu_info, cpu).cyc_per_usec,
 439                                 1000 * stat->shub_itc_clocks_max / per_cpu(cpu_info, cpu).cyc_per_usec,
 440                                 stat->shub_ptc_flushes_not_my_mm,
 441                                 stat->deadlocks2);
 442         }
 443         return 0;
 444 }
 445
 446 static struct seq_operations sn2_ptc_seq_ops = {
 447         .start = sn2_ptc_seq_start,
 448         .next = sn2_ptc_seq_next,
 449         .stop = sn2_ptc_seq_stop,
 450         .show = sn2_ptc_seq_show
 451 };
 452
 453 static int sn2_ptc_proc_open(struct inode *inode, struct file *file)
 454 {
 455         return seq_open(file, &sn2_ptc_seq_ops);
 456 }
 457
 458 static struct file_operations proc_sn2_ptc_operations = {
 459         .open = sn2_ptc_proc_open,
 460         .read = seq_read,
 461         .llseek = seq_lseek,
 462         .release = seq_release,
 463 };
 464
 465 static struct proc_dir_entry *proc_sn2_ptc;
 466
 467 static int __init sn2_ptc_init(void)
 468 {
 469         if (!ia64_platform_is("sn2"))
 470                 return 0;
 471
 472         if (!(proc_sn2_ptc = create_proc_entry(PTC_BASENAME, 0444, NULL))) {
 473                 printk(KERN_ERR "unable to create %s proc entry", PTC_BASENAME);
 474                 return -EINVAL;
 475         }
 476         proc_sn2_ptc->proc_fops = &proc_sn2_ptc_operations;
 477         spin_lock_init(&sn2_global_ptc_lock);
 478         return 0;
 479 }
 480
 481 static void __exit sn2_ptc_exit(void)
 482 {
 483         remove_proc_entry(PTC_BASENAME, NULL);
 484 }
 485
 486 module_init(sn2_ptc_init);
 487 module_exit(sn2_ptc_exit);
 488 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
 489