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 #include <linux/cpu.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/mmu_context.h>
  39 #include <asm/smp.h>
  40
  41 cpumask_t phys_cpu_present_map;         /* Bitmask of available CPUs */
  42 volatile cpumask_t cpu_callin_map;      /* Bitmask of started secondaries */
  43 cpumask_t cpu_online_map;               /* Bitmask of currently online CPUs */
  44 int __cpu_number_map[NR_CPUS];          /* Map physical to logical */
  45 int __cpu_logical_map[NR_CPUS];         /* Map logical to physical */
  46
  47 EXPORT_SYMBOL(phys_cpu_present_map);
  48 EXPORT_SYMBOL(cpu_online_map);
  49
  50 static void smp_tune_scheduling (void)
  51 {
  52         struct cache_desc *cd = &current_cpu_data.scache;
  53         unsigned long cachesize;       /* kB   */
  54         unsigned long cpu_khz;
  55
  56         /*
  57          * Crude estimate until we actually meassure ...
  58          */
  59         cpu_khz = loops_per_jiffy * 2 * HZ / 1000;
  60
  61         /*
  62          * Rough estimation for SMP scheduling, this is the number of
  63          * cycles it takes for a fully memory-limited process to flush
  64          * the SMP-local cache.
  65          *
  66          * (For a P5 this pretty much means we will choose another idle
  67          *  CPU almost always at wakeup time (this is due to the small
  68          *  L1 cache), on PIIs it's around 50-100 usecs, depending on
  69          *  the cache size)
  70          */
  71         if (!cpu_khz)
  72                 return;
  73
  74         cachesize = cd->linesz * cd->sets * cd->ways;
  75 }
  76
  77 extern void __init calibrate_delay(void);
  78 extern ATTRIB_NORET void cpu_idle(void);
  79
  80 /*
  81  * First C code run on the secondary CPUs after being started up by
  82  * the master.
  83  */
  84 asmlinkage void start_secondary(void)
  85 {
  86         unsigned int cpu;
  87
  88         cpu_probe();
  89         cpu_report();
  90         per_cpu_trap_init();
  91         prom_init_secondary();
  92
  93         /*
  94          * XXX parity protection should be folded in here when it's converted
  95          * to an option instead of something based on .cputype
  96          */
  97
  98         calibrate_delay();
  99         preempt_disable();
 100         cpu = smp_processor_id();
 101         cpu_data[cpu].udelay_val = loops_per_jiffy;
 102
 103         prom_smp_finish();
 104
 105         cpu_set(cpu, cpu_callin_map);
 106
 107         cpu_idle();
 108 }
 109
 110 DEFINE_SPINLOCK(smp_call_lock);
 111
 112 struct call_data_struct *call_data;
 113
 114 /*
 115  * Run a function on all other CPUs.
 116  *  <func>      The function to run. This must be fast and non-blocking.
 117  *  <info>      An arbitrary pointer to pass to the function.
 118  *  <retry>     If true, keep retrying until ready.
 119  *  <wait>      If true, wait until function has completed on other CPUs.
 120  *  [RETURNS]   0 on success, else a negative status code.
 121  *
 122  * Does not return until remote CPUs are nearly ready to execute <func>
 123  * or are or have executed.
 124  *
 125  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
 126  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler:
 127  *
 128  * CPU A                               CPU B
 129  * Disable interrupts
 130  *                                     smp_call_function()
 131  *                                     Take call_lock
 132  *                                     Send IPIs
 133  *                                     Wait for all cpus to acknowledge IPI
 134  *                                     CPU A has not responded, spin waiting
 135  *                                     for cpu A to respond, holding call_lock
 136  * smp_call_function()
 137  * Spin waiting for call_lock
 138  * Deadlock                            Deadlock
 139  */
 140 int smp_call_function (void (*func) (void *info), void *info, int retry,
 141                                                                 int wait)
 142 {
 143         struct call_data_struct data;
 144         int i, cpus = num_online_cpus() - 1;
 145         int cpu = smp_processor_id();
 146
 147         /*
 148          * Can die spectacularly if this CPU isn't yet marked online
 149          */
 150         BUG_ON(!cpu_online(cpu));
 151
 152         if (!cpus)
 153                 return 0;
 154
 155         /* Can deadlock when called with interrupts disabled */
 156         WARN_ON(irqs_disabled());
 157
 158         data.func = func;
 159         data.info = info;
 160         atomic_set(&data.started, 0);
 161         data.wait = wait;
 162         if (wait)
 163                 atomic_set(&data.finished, 0);
 164
 165         spin_lock(&smp_call_lock);
 166         call_data = &data;
 167         mb();
 168
 169         /* Send a message to all other CPUs and wait for them to respond */
 170         for_each_online_cpu(i)
 171                 if (i != cpu)
 172                         core_send_ipi(i, SMP_CALL_FUNCTION);
 173
 174         /* Wait for response */
 175         /* FIXME: lock-up detection, backtrace on lock-up */
 176         while (atomic_read(&data.started) != cpus)
 177                 barrier();
 178
 179         if (wait)
 180                 while (atomic_read(&data.finished) != cpus)
 181                         barrier();
 182         spin_unlock(&smp_call_lock);
 183
 184         return 0;
 185 }
 186
 187 void smp_call_function_interrupt(void)
 188 {
 189         void (*func) (void *info) = call_data->func;
 190         void *info = call_data->info;
 191         int wait = call_data->wait;
 192
 193         /*
 194          * Notify initiating CPU that I've grabbed the data and am
 195          * about to execute the function.
 196          */
 197         mb();
 198         atomic_inc(&call_data->started);
 199
 200         /*
 201          * At this point the info structure may be out of scope unless wait==1.
 202          */
 203         irq_enter();
 204         (*func)(info);
 205         irq_exit();
 206
 207         if (wait) {
 208                 mb();
 209                 atomic_inc(&call_data->finished);
 210         }
 211 }
 212
 213 static void stop_this_cpu(void *dummy)
 214 {
 215         /*
 216          * Remove this CPU:
 217          */
 218         cpu_clear(smp_processor_id(), cpu_online_map);
 219         local_irq_enable();     /* May need to service _machine_restart IPI */
 220         for (;;);               /* Wait if available. */
 221 }
 222
 223 void smp_send_stop(void)
 224 {
 225         smp_call_function(stop_this_cpu, NULL, 1, 0);
 226 }
 227
 228 void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
 229 {
 230         prom_cpus_done();
 231 }
 232
 233 /* called from main before smp_init() */
 234 void __init smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
 235 {
 236         init_new_context(current, &init_mm);
 237         current_thread_info()->cpu = 0;
 238         smp_tune_scheduling();
 239         plat_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  * Called once for each "cpu_possible(cpu)".  Needs to spin up the cpu
 258  * and keep control until "cpu_online(cpu)" is set.  Note: cpu is
 259  * physical, not logical.
 260  */
 261 int __devinit __cpu_up(unsigned int cpu)
 262 {
 263         struct task_struct *idle;
 264
 265         /*
 266          * Processor goes to start_secondary(), sets online flag
 267          * The following code is purely to make sure
 268          * Linux can schedule processes on this slave.
 269          */
 270         idle = fork_idle(cpu);
 271         if (IS_ERR(idle))
 272                 panic(KERN_ERR "Fork failed for CPU %d", cpu);
 273
 274         prom_boot_secondary(cpu, idle);
 275
 276         /*
 277          * Trust is futile.  We should really have timeouts ...
 278          */
 279         while (!cpu_isset(cpu, cpu_callin_map))
 280                 udelay(100);
 281
 282         cpu_set(cpu, cpu_online_map);
 283
 284         return 0;
 285 }
 286
 287 /* Not really SMP stuff ... */
 288 int setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
 289 {
 290         return 0;
 291 }
 292
 293 static void flush_tlb_all_ipi(void *info)
 294 {
 295         local_flush_tlb_all();
 296 }
 297
 298 void flush_tlb_all(void)
 299 {
 300         on_each_cpu(flush_tlb_all_ipi, 0, 1, 1);
 301 }
 302
 303 static void flush_tlb_mm_ipi(void *mm)
 304 {
 305         local_flush_tlb_mm((struct mm_struct *)mm);
 306 }
 307
 308 /*
 309  * The following tlb flush calls are invoked when old translations are
 310  * being torn down, or pte attributes are changing. For single threaded
 311  * address spaces, a new context is obtained on the current cpu, and tlb
 312  * context on other cpus are invalidated to force a new context allocation
 313  * at switch_mm time, should the mm ever be used on other cpus. For
 314  * multithreaded address spaces, intercpu interrupts have to be sent.
 315  * Another case where intercpu interrupts are required is when the target
 316  * mm might be active on another cpu (eg debuggers doing the flushes on
 317  * behalf of debugees, kswapd stealing pages from another process etc).
 318  * Kanoj 07/00.
 319  */
 320
 321 void flush_tlb_mm(struct mm_struct *mm)
 322 {
 323         preempt_disable();
 324
 325         if ((atomic_read(&mm->mm_users) != 1) || (current->mm != mm)) {
 326                 smp_call_function(flush_tlb_mm_ipi, (void *)mm, 1, 1);
 327         } else {
 328                 int i;
 329                 for (i = 0; i < num_online_cpus(); i++)
 330                         if (smp_processor_id() != i)
 331                                 cpu_context(i, mm) = 0;
 332         }
 333         local_flush_tlb_mm(mm);
 334
 335         preempt_enable();
 336 }
 337
 338 struct flush_tlb_data {
 339         struct vm_area_struct *vma;
 340         unsigned long addr1;
 341         unsigned long addr2;
 342 };
 343
 344 static void flush_tlb_range_ipi(void *info)
 345 {
 346         struct flush_tlb_data *fd = (struct flush_tlb_data *)info;
 347
 348         local_flush_tlb_range(fd->vma, fd->addr1, fd->addr2);
 349 }
 350
 351 void flush_tlb_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start, unsigned long end)
 352 {
 353         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 354
 355         preempt_disable();
 356         if ((atomic_read(&mm->mm_users) != 1) || (current->mm != mm)) {
 357                 struct flush_tlb_data fd;
 358
 359                 fd.vma = vma;
 360                 fd.addr1 = start;
 361                 fd.addr2 = end;
 362                 smp_call_function(flush_tlb_range_ipi, (void *)&fd, 1, 1);
 363         } else {
 364                 int i;
 365                 for (i = 0; i < num_online_cpus(); i++)
 366                         if (smp_processor_id() != i)
 367                                 cpu_context(i, mm) = 0;
 368         }
 369         local_flush_tlb_range(vma, start, end);
 370         preempt_enable();
 371 }
 372
 373 static void flush_tlb_kernel_range_ipi(void *info)
 374 {
 375         struct flush_tlb_data *fd = (struct flush_tlb_data *)info;
 376
 377         local_flush_tlb_kernel_range(fd->addr1, fd->addr2);
 378 }
 379
 380 void flush_tlb_kernel_range(unsigned long start, unsigned long end)
 381 {
 382         struct flush_tlb_data fd;
 383
 384         fd.addr1 = start;
 385         fd.addr2 = end;
 386         on_each_cpu(flush_tlb_kernel_range_ipi, (void *)&fd, 1, 1);
 387 }
 388
 389 static void flush_tlb_page_ipi(void *info)
 390 {
 391         struct flush_tlb_data *fd = (struct flush_tlb_data *)info;
 392
 393         local_flush_tlb_page(fd->vma, fd->addr1);
 394 }
 395
 396 void flush_tlb_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long page)
 397 {
 398         preempt_disable();
 399         if ((atomic_read(&vma->vm_mm->mm_users) != 1) || (current->mm != vma->vm_mm)) {
 400                 struct flush_tlb_data fd;
 401
 402                 fd.vma = vma;
 403                 fd.addr1 = page;
 404                 smp_call_function(flush_tlb_page_ipi, (void *)&fd, 1, 1);
 405         } else {
 406                 int i;
 407                 for (i = 0; i < num_online_cpus(); i++)
 408                         if (smp_processor_id() != i)
 409                                 cpu_context(i, vma->vm_mm) = 0;
 410         }
 411         local_flush_tlb_page(vma, page);
 412         preempt_enable();
 413 }
 414
 415 static void flush_tlb_one_ipi(void *info)
 416 {
 417         unsigned long vaddr = (unsigned long) info;
 418
 419         local_flush_tlb_one(vaddr);
 420 }
 421
 422 void flush_tlb_one(unsigned long vaddr)
 423 {
 424         smp_call_function(flush_tlb_one_ipi, (void *) vaddr, 1, 1);
 425         local_flush_tlb_one(vaddr);
 426 }
 427
 428 static DEFINE_PER_CPU(struct cpu, cpu_devices);
 429
 430 static int __init topology_init(void)
 431 {
 432         int cpu;
 433         int ret;
 434
 435         for_each_cpu(cpu) {
 436                 ret = register_cpu(&per_cpu(cpu_devices, cpu), cpu, NULL);
 437                 if (ret)
 438                         printk(KERN_WARNING "topology_init: register_cpu %d "
 439                                "failed (%d)\n", cpu, ret);
 440         }
 441
 442         return 0;
 443 }
 444
 445 subsys_initcall(topology_init);
 446
 447 EXPORT_SYMBOL(flush_tlb_page);
 448 EXPORT_SYMBOL(flush_tlb_one);
 449 EXPORT_SYMBOL(cpu_data);
 450 EXPORT_SYMBOL(synchronize_irq);