82d38f145b4374c1674ab5f05c5985fab2c6e1ed
[pandora-kernel.git] / arch / x86_64 / kernel / smp.c
1 /*
2  *      Intel SMP support routines.
3  *
4  *      (c) 1995 Alan Cox, Building #3 <alan@redhat.com>
5  *      (c) 1998-99, 2000 Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
6  *      (c) 2002,2003 Andi Kleen, SuSE Labs.
7  *
8  *      This code is released under the GNU General Public License version 2 or
9  *      later.
10  */
11
12 #include <linux/init.h>
13
14 #include <linux/mm.h>
15 #include <linux/irq.h>
16 #include <linux/delay.h>
17 #include <linux/spinlock.h>
18 #include <linux/smp_lock.h>
19 #include <linux/smp.h>
20 #include <linux/kernel_stat.h>
21 #include <linux/mc146818rtc.h>
22 #include <linux/interrupt.h>
23
24 #include <asm/mtrr.h>
25 #include <asm/pgalloc.h>
26 #include <asm/tlbflush.h>
27 #include <asm/mach_apic.h>
28 #include <asm/mmu_context.h>
29 #include <asm/proto.h>
30 #include <asm/apicdef.h>
31
32 /*
33  *      Smarter SMP flushing macros. 
34  *              c/o Linus Torvalds.
35  *
36  *      These mean you can really definitely utterly forget about
37  *      writing to user space from interrupts. (Its not allowed anyway).
38  *
39  *      Optimizations Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
40  */
41
42 static cpumask_t flush_cpumask;
43 static struct mm_struct * flush_mm;
44 static unsigned long flush_va;
45 static DEFINE_SPINLOCK(tlbstate_lock);
46 #define FLUSH_ALL       -1ULL
47
48 /*
49  * We cannot call mmdrop() because we are in interrupt context, 
50  * instead update mm->cpu_vm_mask.
51  */
52 static inline void leave_mm (unsigned long cpu)
53 {
54         if (read_pda(mmu_state) == TLBSTATE_OK)
55                 BUG();
56         clear_bit(cpu, &read_pda(active_mm)->cpu_vm_mask);
57         load_cr3(swapper_pg_dir);
58 }
59
60 /*
61  *
62  * The flush IPI assumes that a thread switch happens in this order:
63  * [cpu0: the cpu that switches]
64  * 1) switch_mm() either 1a) or 1b)
65  * 1a) thread switch to a different mm
66  * 1a1) clear_bit(cpu, &old_mm->cpu_vm_mask);
67  *      Stop ipi delivery for the old mm. This is not synchronized with
68  *      the other cpus, but smp_invalidate_interrupt ignore flush ipis
69  *      for the wrong mm, and in the worst case we perform a superfluous
70  *      tlb flush.
71  * 1a2) set cpu mmu_state to TLBSTATE_OK
72  *      Now the smp_invalidate_interrupt won't call leave_mm if cpu0
73  *      was in lazy tlb mode.
74  * 1a3) update cpu active_mm
75  *      Now cpu0 accepts tlb flushes for the new mm.
76  * 1a4) set_bit(cpu, &new_mm->cpu_vm_mask);
77  *      Now the other cpus will send tlb flush ipis.
78  * 1a4) change cr3.
79  * 1b) thread switch without mm change
80  *      cpu active_mm is correct, cpu0 already handles
81  *      flush ipis.
82  * 1b1) set cpu mmu_state to TLBSTATE_OK
83  * 1b2) test_and_set the cpu bit in cpu_vm_mask.
84  *      Atomically set the bit [other cpus will start sending flush ipis],
85  *      and test the bit.
86  * 1b3) if the bit was 0: leave_mm was called, flush the tlb.
87  * 2) switch %%esp, ie current
88  *
89  * The interrupt must handle 2 special cases:
90  * - cr3 is changed before %%esp, ie. it cannot use current->{active_,}mm.
91  * - the cpu performs speculative tlb reads, i.e. even if the cpu only
92  *   runs in kernel space, the cpu could load tlb entries for user space
93  *   pages.
94  *
95  * The good news is that cpu mmu_state is local to each cpu, no
96  * write/read ordering problems.
97  */
98
99 /*
100  * TLB flush IPI:
101  *
102  * 1) Flush the tlb entries if the cpu uses the mm that's being flushed.
103  * 2) Leave the mm if we are in the lazy tlb mode.
104  */
105
106 asmlinkage void smp_invalidate_interrupt (void)
107 {
108         unsigned long cpu;
109
110         cpu = get_cpu();
111
112         if (!cpu_isset(cpu, flush_cpumask))
113                 goto out;
114                 /* 
115                  * This was a BUG() but until someone can quote me the
116                  * line from the intel manual that guarantees an IPI to
117                  * multiple CPUs is retried _only_ on the erroring CPUs
118                  * its staying as a return
119                  *
120                  * BUG();
121                  */
122                  
123         if (flush_mm == read_pda(active_mm)) {
124                 if (read_pda(mmu_state) == TLBSTATE_OK) {
125                         if (flush_va == FLUSH_ALL)
126                                 local_flush_tlb();
127                         else
128                                 __flush_tlb_one(flush_va);
129                 } else
130                         leave_mm(cpu);
131         }
132 out:
133         ack_APIC_irq();
134         cpu_clear(cpu, flush_cpumask);
135         put_cpu_no_resched();
136 }
137
138 static void flush_tlb_others(cpumask_t cpumask, struct mm_struct *mm,
139                                                 unsigned long va)
140 {
141         cpumask_t tmp;
142         /*
143          * A couple of (to be removed) sanity checks:
144          *
145          * - we do not send IPIs to not-yet booted CPUs.
146          * - current CPU must not be in mask
147          * - mask must exist :)
148          */
149         BUG_ON(cpus_empty(cpumask));
150         cpus_and(tmp, cpumask, cpu_online_map);
151         BUG_ON(!cpus_equal(tmp, cpumask));
152         BUG_ON(cpu_isset(smp_processor_id(), cpumask));
153         if (!mm)
154                 BUG();
155
156         /*
157          * I'm not happy about this global shared spinlock in the
158          * MM hot path, but we'll see how contended it is.
159          * Temporarily this turns IRQs off, so that lockups are
160          * detected by the NMI watchdog.
161          */
162         spin_lock(&tlbstate_lock);
163         
164         flush_mm = mm;
165         flush_va = va;
166         cpus_or(flush_cpumask, cpumask, flush_cpumask);
167
168         /*
169          * We have to send the IPI only to
170          * CPUs affected.
171          */
172         send_IPI_mask(cpumask, INVALIDATE_TLB_VECTOR);
173
174         while (!cpus_empty(flush_cpumask))
175                 mb();   /* nothing. lockup detection does not belong here */;
176
177         flush_mm = NULL;
178         flush_va = 0;
179         spin_unlock(&tlbstate_lock);
180 }
181         
182 void flush_tlb_current_task(void)
183 {
184         struct mm_struct *mm = current->mm;
185         cpumask_t cpu_mask;
186
187         preempt_disable();
188         cpu_mask = mm->cpu_vm_mask;
189         cpu_clear(smp_processor_id(), cpu_mask);
190
191         local_flush_tlb();
192         if (!cpus_empty(cpu_mask))
193                 flush_tlb_others(cpu_mask, mm, FLUSH_ALL);
194         preempt_enable();
195 }
196
197 void flush_tlb_mm (struct mm_struct * mm)
198 {
199         cpumask_t cpu_mask;
200
201         preempt_disable();
202         cpu_mask = mm->cpu_vm_mask;
203         cpu_clear(smp_processor_id(), cpu_mask);
204
205         if (current->active_mm == mm) {
206                 if (current->mm)
207                         local_flush_tlb();
208                 else
209                         leave_mm(smp_processor_id());
210         }
211         if (!cpus_empty(cpu_mask))
212                 flush_tlb_others(cpu_mask, mm, FLUSH_ALL);
213
214         preempt_enable();
215 }
216
217 void flush_tlb_page(struct vm_area_struct * vma, unsigned long va)
218 {
219         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
220         cpumask_t cpu_mask;
221
222         preempt_disable();
223         cpu_mask = mm->cpu_vm_mask;
224         cpu_clear(smp_processor_id(), cpu_mask);
225
226         if (current->active_mm == mm) {
227                 if(current->mm)
228                         __flush_tlb_one(va);
229                  else
230                         leave_mm(smp_processor_id());
231         }
232
233         if (!cpus_empty(cpu_mask))
234                 flush_tlb_others(cpu_mask, mm, va);
235
236         preempt_enable();
237 }
238
239 static void do_flush_tlb_all(void* info)
240 {
241         unsigned long cpu = smp_processor_id();
242
243         __flush_tlb_all();
244         if (read_pda(mmu_state) == TLBSTATE_LAZY)
245                 leave_mm(cpu);
246 }
247
248 void flush_tlb_all(void)
249 {
250         on_each_cpu(do_flush_tlb_all, NULL, 1, 1);
251 }
252
253 void smp_kdb_stop(void)
254 {
255         send_IPI_allbutself(KDB_VECTOR);
256 }
257
258 /*
259  * this function sends a 'reschedule' IPI to another CPU.
260  * it goes straight through and wastes no time serializing
261  * anything. Worst case is that we lose a reschedule ...
262  */
263
264 void smp_send_reschedule(int cpu)
265 {
266         send_IPI_mask(cpumask_of_cpu(cpu), RESCHEDULE_VECTOR);
267 }
268
269 /*
270  * Structure and data for smp_call_function(). This is designed to minimise
271  * static memory requirements. It also looks cleaner.
272  */
273 static DEFINE_SPINLOCK(call_lock);
274
275 struct call_data_struct {
276         void (*func) (void *info);
277         void *info;
278         atomic_t started;
279         atomic_t finished;
280         int wait;
281 };
282
283 static struct call_data_struct * call_data;
284
285 void lock_ipi_call_lock(void)
286 {
287         spin_lock_irq(&call_lock);
288 }
289
290 void unlock_ipi_call_lock(void)
291 {
292         spin_unlock_irq(&call_lock);
293 }
294
295 /*
296  * this function sends a 'generic call function' IPI to one other CPU
297  * in the system.
298  *
299  * cpu is a standard Linux logical CPU number.
300  */
301 static void
302 __smp_call_function_single(int cpu, void (*func) (void *info), void *info,
303                                 int nonatomic, int wait)
304 {
305         struct call_data_struct data;
306         int cpus = 1;
307
308         data.func = func;
309         data.info = info;
310         atomic_set(&data.started, 0);
311         data.wait = wait;
312         if (wait)
313                 atomic_set(&data.finished, 0);
314
315         call_data = &data;
316         wmb();
317         /* Send a message to all other CPUs and wait for them to respond */
318         send_IPI_mask(cpumask_of_cpu(cpu), CALL_FUNCTION_VECTOR);
319
320         /* Wait for response */
321         while (atomic_read(&data.started) != cpus)
322                 cpu_relax();
323
324         if (!wait)
325                 return;
326
327         while (atomic_read(&data.finished) != cpus)
328                 cpu_relax();
329 }
330
331 /*
332  * smp_call_function_single - Run a function on another CPU
333  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
334  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
335  * @nonatomic: Currently unused.
336  * @wait: If true, wait until function has completed on other CPUs.
337  *
338  * Retrurns 0 on success, else a negative status code.
339  *
340  * Does not return until the remote CPU is nearly ready to execute <func>
341  * or is or has executed.
342  */
343
344 int smp_call_function_single (int cpu, void (*func) (void *info), void *info,
345         int nonatomic, int wait)
346 {
347         /* prevent preemption and reschedule on another processor */
348         int me = get_cpu();
349         if (cpu == me) {
350                 WARN_ON(1);
351                 put_cpu();
352                 return -EBUSY;
353         }
354         spin_lock_bh(&call_lock);
355         __smp_call_function_single(cpu, func, info, nonatomic, wait);
356         spin_unlock_bh(&call_lock);
357         put_cpu();
358         return 0;
359 }
360
361 /*
362  * this function sends a 'generic call function' IPI to all other CPUs
363  * in the system.
364  */
365 static void __smp_call_function (void (*func) (void *info), void *info,
366                                 int nonatomic, int wait)
367 {
368         struct call_data_struct data;
369         int cpus = num_online_cpus()-1;
370
371         if (!cpus)
372                 return;
373
374         data.func = func;
375         data.info = info;
376         atomic_set(&data.started, 0);
377         data.wait = wait;
378         if (wait)
379                 atomic_set(&data.finished, 0);
380
381         call_data = &data;
382         wmb();
383         /* Send a message to all other CPUs and wait for them to respond */
384         send_IPI_allbutself(CALL_FUNCTION_VECTOR);
385
386         /* Wait for response */
387         while (atomic_read(&data.started) != cpus)
388                 cpu_relax();
389
390         if (!wait)
391                 return;
392
393         while (atomic_read(&data.finished) != cpus)
394                 cpu_relax();
395 }
396
397 /*
398  * smp_call_function - run a function on all other CPUs.
399  * @func: The function to run. This must be fast and non-blocking.
400  * @info: An arbitrary pointer to pass to the function.
401  * @nonatomic: currently unused.
402  * @wait: If true, wait (atomically) until function has completed on other
403  *        CPUs.
404  *
405  * Returns 0 on success, else a negative status code. Does not return until
406  * remote CPUs are nearly ready to execute func or are or have executed.
407  *
408  * You must not call this function with disabled interrupts or from a
409  * hardware interrupt handler or from a bottom half handler.
410  * Actually there are a few legal cases, like panic.
411  */
412 int smp_call_function (void (*func) (void *info), void *info, int nonatomic,
413                         int wait)
414 {
415         spin_lock(&call_lock);
416         __smp_call_function(func,info,nonatomic,wait);
417         spin_unlock(&call_lock);
418         return 0;
419 }
420
421 void smp_stop_cpu(void)
422 {
423         /*
424          * Remove this CPU:
425          */
426         cpu_clear(smp_processor_id(), cpu_online_map);
427         local_irq_disable();
428         disable_local_APIC();
429         local_irq_enable(); 
430 }
431
432 static void smp_really_stop_cpu(void *dummy)
433 {
434         smp_stop_cpu(); 
435         for (;;) 
436                 asm("hlt"); 
437
438
439 void smp_send_stop(void)
440 {
441         int nolock = 0;
442         if (reboot_force)
443                 return;
444         /* Don't deadlock on the call lock in panic */
445         if (!spin_trylock(&call_lock)) {
446                 /* ignore locking because we have paniced anyways */
447                 nolock = 1;
448         }
449         __smp_call_function(smp_really_stop_cpu, NULL, 0, 0);
450         if (!nolock)
451                 spin_unlock(&call_lock);
452
453         local_irq_disable();
454         disable_local_APIC();
455         local_irq_enable();
456 }
457
458 /*
459  * Reschedule call back. Nothing to do,
460  * all the work is done automatically when
461  * we return from the interrupt.
462  */
463 asmlinkage void smp_reschedule_interrupt(void)
464 {
465         ack_APIC_irq();
466 }
467
468 asmlinkage void smp_call_function_interrupt(void)
469 {
470         void (*func) (void *info) = call_data->func;
471         void *info = call_data->info;
472         int wait = call_data->wait;
473
474         ack_APIC_irq();
475         /*
476          * Notify initiating CPU that I've grabbed the data and am
477          * about to execute the function
478          */
479         mb();
480         atomic_inc(&call_data->started);
481         /*
482          * At this point the info structure may be out of scope unless wait==1
483          */
484         irq_enter();
485         (*func)(info);
486         irq_exit();
487         if (wait) {
488                 mb();
489                 atomic_inc(&call_data->finished);
490         }
491 }
492
493 int safe_smp_processor_id(void)
494 {
495         int apicid, i;
496
497         if (disable_apic)
498                 return 0;
499
500         apicid = hard_smp_processor_id();
501         if (x86_cpu_to_apicid[apicid] == apicid)
502                 return apicid;
503
504         for (i = 0; i < NR_CPUS; ++i) {
505                 if (x86_cpu_to_apicid[i] == apicid)
506                         return i;
507         }
508
509         /* No entries in x86_cpu_to_apicid?  Either no MPS|ACPI,
510          * or called too early.  Either way, we must be CPU 0. */
511         if (x86_cpu_to_apicid[0] == BAD_APICID)
512                 return 0;
513
514         return 0; /* Should not happen */
515 }