drivers/misc/sgi-gru/grumain.c

   1 /*
   2  * SN Platform GRU Driver
   3  *
   4  *            DRIVER TABLE MANAGER + GRU CONTEXT LOAD/UNLOAD
   5  *
   6  * This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
   7  * License.  See the file "COPYING" in the main directory of this archive
   8  * for more details.
   9  *
  10  * Copyright (c) 2008 Silicon Graphics, Inc.  All Rights Reserved.
  11  */
  12
  13 #include <linux/kernel.h>
  14 #include <linux/slab.h>
  15 #include <linux/mm.h>
  16 #include <linux/spinlock.h>
  17 #include <linux/sched.h>
  18 #include <linux/device.h>
  19 #include <linux/list.h>
  20 #include <asm/uv/uv_hub.h>
  21 #include "gru.h"
  22 #include "grutables.h"
  23 #include "gruhandles.h"
  24
  25 unsigned long gru_options __read_mostly;
  26
  27 static struct device_driver gru_driver = {
  28         .name = "gru"
  29 };
  30
  31 static struct device gru_device = {
  32         .init_name = "",
  33         .driver = &gru_driver,
  34 };
  35
  36 struct device *grudev = &gru_device;
  37
  38 /*
  39  * Select a gru fault map to be used by the current cpu. Note that
  40  * multiple cpus may be using the same map.
  41  *      ZZZ should "shift" be used?? Depends on HT cpu numbering
  42  *      ZZZ should be inline but did not work on emulator
  43  */
  44 int gru_cpu_fault_map_id(void)
  45 {
  46         return uv_blade_processor_id() % GRU_NUM_TFM;
  47 }
  48
  49 /*--------- ASID Management -------------------------------------------
  50  *
  51  *  Initially, assign asids sequentially from MIN_ASID .. MAX_ASID.
  52  *  Once MAX is reached, flush the TLB & start over. However,
  53  *  some asids may still be in use. There won't be many (percentage wise) still
  54  *  in use. Search active contexts & determine the value of the first
  55  *  asid in use ("x"s below). Set "limit" to this value.
  56  *  This defines a block of assignable asids.
  57  *
  58  *  When "limit" is reached, search forward from limit+1 and determine the
  59  *  next block of assignable asids.
  60  *
  61  *  Repeat until MAX_ASID is reached, then start over again.
  62  *
  63  *  Each time MAX_ASID is reached, increment the asid generation. Since
  64  *  the search for in-use asids only checks contexts with GRUs currently
  65  *  assigned, asids in some contexts will be missed. Prior to loading
  66  *  a context, the asid generation of the GTS asid is rechecked. If it
  67  *  doesn't match the current generation, a new asid will be assigned.
  68  *
  69  *      0---------------x------------x---------------------x----|
  70  *        ^-next        ^-limit                                 ^-MAX_ASID
  71  *
  72  * All asid manipulation & context loading/unloading is protected by the
  73  * gs_lock.
  74  */
  75
  76 /* Hit the asid limit. Start over */
  77 static int gru_wrap_asid(struct gru_state *gru)
  78 {
  79         gru_dbg(grudev, "gru %p\n", gru);
  80         STAT(asid_wrap);
  81         gru->gs_asid_gen++;
  82         gru_flush_all_tlb(gru);
  83         return MIN_ASID;
  84 }
  85
  86 /* Find the next chunk of unused asids */
  87 static int gru_reset_asid_limit(struct gru_state *gru, int asid)
  88 {
  89         int i, gid, inuse_asid, limit;
  90
  91         gru_dbg(grudev, "gru %p, asid 0x%x\n", gru, asid);
  92         STAT(asid_next);
  93         limit = MAX_ASID;
  94         if (asid >= limit)
  95                 asid = gru_wrap_asid(gru);
  96         gid = gru->gs_gid;
  97 again:
  98         for (i = 0; i < GRU_NUM_CCH; i++) {
  99                 if (!gru->gs_gts[i])
 100                         continue;
 101                 inuse_asid = gru->gs_gts[i]->ts_gms->ms_asids[gid].mt_asid;
 102                 gru_dbg(grudev, "gru %p, inuse_asid 0x%x, cxtnum %d, gts %p\n",
 103                         gru, inuse_asid, i, gru->gs_gts[i]);
 104                 if (inuse_asid == asid) {
 105                         asid += ASID_INC;
 106                         if (asid >= limit) {
 107                                 /*
 108                                  * empty range: reset the range limit and
 109                                  * start over
 110                                  */
 111                                 limit = MAX_ASID;
 112                                 if (asid >= MAX_ASID)
 113                                         asid = gru_wrap_asid(gru);
 114                                 goto again;
 115                         }
 116                 }
 117
 118                 if ((inuse_asid > asid) && (inuse_asid < limit))
 119                         limit = inuse_asid;
 120         }
 121         gru->gs_asid_limit = limit;
 122         gru->gs_asid = asid;
 123         gru_dbg(grudev, "gru %p, new asid 0x%x, new_limit 0x%x\n", gru, asid,
 124                 limit);
 125         return asid;
 126 }
 127
 128 /* Assign a new ASID to a thread context.  */
 129 static int gru_assign_asid(struct gru_state *gru)
 130 {
 131         int asid;
 132
 133         spin_lock(&gru->gs_asid_lock);
 134         gru->gs_asid += ASID_INC;
 135         asid = gru->gs_asid;
 136         if (asid >= gru->gs_asid_limit)
 137                 asid = gru_reset_asid_limit(gru, asid);
 138         spin_unlock(&gru->gs_asid_lock);
 139
 140         gru_dbg(grudev, "gru %p, asid 0x%x\n", gru, asid);
 141         return asid;
 142 }
 143
 144 /*
 145  * Clear n bits in a word. Return a word indicating the bits that were cleared.
 146  * Optionally, build an array of chars that contain the bit numbers allocated.
 147  */
 148 static unsigned long reserve_resources(unsigned long *p, int n, int mmax,
 149                                        char *idx)
 150 {
 151         unsigned long bits = 0;
 152         int i;
 153
 154         do {
 155                 i = find_first_bit(p, mmax);
 156                 if (i == mmax)
 157                         BUG();
 158                 __clear_bit(i, p);
 159                 __set_bit(i, &bits);
 160                 if (idx)
 161                         *idx++ = i;
 162         } while (--n);
 163         return bits;
 164 }
 165
 166 unsigned long gru_reserve_cb_resources(struct gru_state *gru, int cbr_au_count,
 167                                        char *cbmap)
 168 {
 169         return reserve_resources(&gru->gs_cbr_map, cbr_au_count, GRU_CBR_AU,
 170                                  cbmap);
 171 }
 172
 173 unsigned long gru_reserve_ds_resources(struct gru_state *gru, int dsr_au_count,
 174                                        char *dsmap)
 175 {
 176         return reserve_resources(&gru->gs_dsr_map, dsr_au_count, GRU_DSR_AU,
 177                                  dsmap);
 178 }
 179
 180 static void reserve_gru_resources(struct gru_state *gru,
 181                                   struct gru_thread_state *gts)
 182 {
 183         gru->gs_active_contexts++;
 184         gts->ts_cbr_map =
 185             gru_reserve_cb_resources(gru, gts->ts_cbr_au_count,
 186                                      gts->ts_cbr_idx);
 187         gts->ts_dsr_map =
 188             gru_reserve_ds_resources(gru, gts->ts_dsr_au_count, NULL);
 189 }
 190
 191 static void free_gru_resources(struct gru_state *gru,
 192                                struct gru_thread_state *gts)
 193 {
 194         gru->gs_active_contexts--;
 195         gru->gs_cbr_map |= gts->ts_cbr_map;
 196         gru->gs_dsr_map |= gts->ts_dsr_map;
 197 }
 198
 199 /*
 200  * Check if a GRU has sufficient free resources to satisfy an allocation
 201  * request. Note: GRU locks may or may not be held when this is called. If
 202  * not held, recheck after acquiring the appropriate locks.
 203  *
 204  * Returns 1 if sufficient resources, 0 if not
 205  */
 206 static int check_gru_resources(struct gru_state *gru, int cbr_au_count,
 207                                int dsr_au_count, int max_active_contexts)
 208 {
 209         return hweight64(gru->gs_cbr_map) >= cbr_au_count
 210                 && hweight64(gru->gs_dsr_map) >= dsr_au_count
 211                 && gru->gs_active_contexts < max_active_contexts;
 212 }
 213
 214 /*
 215  * TLB manangment requires tracking all GRU chiplets that have loaded a GSEG
 216  * context.
 217  */
 218 static int gru_load_mm_tracker(struct gru_state *gru, struct gru_mm_struct *gms,
 219                                int ctxnum)
 220 {
 221         struct gru_mm_tracker *asids = &gms->ms_asids[gru->gs_gid];
 222         unsigned short ctxbitmap = (1 << ctxnum);
 223         int asid;
 224
 225         spin_lock(&gms->ms_asid_lock);
 226         asid = asids->mt_asid;
 227
 228         if (asid == 0 || asids->mt_asid_gen != gru->gs_asid_gen) {
 229                 asid = gru_assign_asid(gru);
 230                 asids->mt_asid = asid;
 231                 asids->mt_asid_gen = gru->gs_asid_gen;
 232                 STAT(asid_new);
 233         } else {
 234                 STAT(asid_reuse);
 235         }
 236
 237         BUG_ON(asids->mt_ctxbitmap & ctxbitmap);
 238         asids->mt_ctxbitmap |= ctxbitmap;
 239         if (!test_bit(gru->gs_gid, gms->ms_asidmap))
 240                 __set_bit(gru->gs_gid, gms->ms_asidmap);
 241         spin_unlock(&gms->ms_asid_lock);
 242
 243         gru_dbg(grudev,
 244                 "gru %x, gms %p, ctxnum 0x%d, asid 0x%x, asidmap 0x%lx\n",
 245                 gru->gs_gid, gms, ctxnum, asid, gms->ms_asidmap[0]);
 246         return asid;
 247 }
 248
 249 static void gru_unload_mm_tracker(struct gru_state *gru,
 250                                   struct gru_mm_struct *gms, int ctxnum)
 251 {
 252         struct gru_mm_tracker *asids;
 253         unsigned short ctxbitmap;
 254
 255         asids = &gms->ms_asids[gru->gs_gid];
 256         ctxbitmap = (1 << ctxnum);
 257         spin_lock(&gms->ms_asid_lock);
 258         BUG_ON((asids->mt_ctxbitmap & ctxbitmap) != ctxbitmap);
 259         asids->mt_ctxbitmap ^= ctxbitmap;
 260         gru_dbg(grudev, "gru %x, gms %p, ctxnum 0x%d, asidmap 0x%lx\n",
 261                 gru->gs_gid, gms, ctxnum, gms->ms_asidmap[0]);
 262         spin_unlock(&gms->ms_asid_lock);
 263 }
 264
 265 /*
 266  * Decrement the reference count on a GTS structure. Free the structure
 267  * if the reference count goes to zero.
 268  */
 269 void gts_drop(struct gru_thread_state *gts)
 270 {
 271         if (gts && atomic_dec_return(&gts->ts_refcnt) == 0) {
 272                 gru_drop_mmu_notifier(gts->ts_gms);
 273                 kfree(gts);
 274                 STAT(gts_free);
 275         }
 276 }
 277
 278 /*
 279  * Locate the GTS structure for the current thread.
 280  */
 281 static struct gru_thread_state *gru_find_current_gts_nolock(struct gru_vma_data
 282                             *vdata, int tsid)
 283 {
 284         struct gru_thread_state *gts;
 285
 286         list_for_each_entry(gts, &vdata->vd_head, ts_next)
 287             if (gts->ts_tsid == tsid)
 288                 return gts;
 289         return NULL;
 290 }
 291
 292 /*
 293  * Allocate a thread state structure.
 294  */
 295 static struct gru_thread_state *gru_alloc_gts(struct vm_area_struct *vma,
 296                                               struct gru_vma_data *vdata,
 297                                               int tsid)
 298 {
 299         struct gru_thread_state *gts;
 300         int bytes;
 301
 302         bytes = DSR_BYTES(vdata->vd_dsr_au_count) +
 303                                 CBR_BYTES(vdata->vd_cbr_au_count);
 304         bytes += sizeof(struct gru_thread_state);
 305         gts = kzalloc(bytes, GFP_KERNEL);
 306         if (!gts)
 307                 return NULL;
 308
 309         STAT(gts_alloc);
 310         atomic_set(&gts->ts_refcnt, 1);
 311         mutex_init(&gts->ts_ctxlock);
 312         gts->ts_cbr_au_count = vdata->vd_cbr_au_count;
 313         gts->ts_dsr_au_count = vdata->vd_dsr_au_count;
 314         gts->ts_user_options = vdata->vd_user_options;
 315         gts->ts_tsid = tsid;
 316         gts->ts_user_options = vdata->vd_user_options;
 317         gts->ts_ctxnum = NULLCTX;
 318         gts->ts_mm = current->mm;
 319         gts->ts_vma = vma;
 320         gts->ts_tlb_int_select = -1;
 321         gts->ts_gms = gru_register_mmu_notifier();
 322         if (!gts->ts_gms)
 323                 goto err;
 324
 325         gru_dbg(grudev, "alloc vdata %p, new gts %p\n", vdata, gts);
 326         return gts;
 327
 328 err:
 329         gts_drop(gts);
 330         return NULL;
 331 }
 332
 333 /*
 334  * Allocate a vma private data structure.
 335  */
 336 struct gru_vma_data *gru_alloc_vma_data(struct vm_area_struct *vma, int tsid)
 337 {
 338         struct gru_vma_data *vdata = NULL;
 339
 340         vdata = kmalloc(sizeof(*vdata), GFP_KERNEL);
 341         if (!vdata)
 342                 return NULL;
 343
 344         INIT_LIST_HEAD(&vdata->vd_head);
 345         spin_lock_init(&vdata->vd_lock);
 346         gru_dbg(grudev, "alloc vdata %p\n", vdata);
 347         return vdata;
 348 }
 349
 350 /*
 351  * Find the thread state structure for the current thread.
 352  */
 353 struct gru_thread_state *gru_find_thread_state(struct vm_area_struct *vma,
 354                                         int tsid)
 355 {
 356         struct gru_vma_data *vdata = vma->vm_private_data;
 357         struct gru_thread_state *gts;
 358
 359         spin_lock(&vdata->vd_lock);
 360         gts = gru_find_current_gts_nolock(vdata, tsid);
 361         spin_unlock(&vdata->vd_lock);
 362         gru_dbg(grudev, "vma %p, gts %p\n", vma, gts);
 363         return gts;
 364 }
 365
 366 /*
 367  * Allocate a new thread state for a GSEG. Note that races may allow
 368  * another thread to race to create a gts.
 369  */
 370 struct gru_thread_state *gru_alloc_thread_state(struct vm_area_struct *vma,
 371                                         int tsid)
 372 {
 373         struct gru_vma_data *vdata = vma->vm_private_data;
 374         struct gru_thread_state *gts, *ngts;
 375
 376         gts = gru_alloc_gts(vma, vdata, tsid);
 377         if (!gts)
 378                 return NULL;
 379
 380         spin_lock(&vdata->vd_lock);
 381         ngts = gru_find_current_gts_nolock(vdata, tsid);
 382         if (ngts) {
 383                 gts_drop(gts);
 384                 gts = ngts;
 385                 STAT(gts_double_allocate);
 386         } else {
 387                 list_add(&gts->ts_next, &vdata->vd_head);
 388         }
 389         spin_unlock(&vdata->vd_lock);
 390         gru_dbg(grudev, "vma %p, gts %p\n", vma, gts);
 391         return gts;
 392 }
 393
 394 /*
 395  * Free the GRU context assigned to the thread state.
 396  */
 397 static void gru_free_gru_context(struct gru_thread_state *gts)
 398 {
 399         struct gru_state *gru;
 400
 401         gru = gts->ts_gru;
 402         gru_dbg(grudev, "gts %p, gru %p\n", gts, gru);
 403
 404         spin_lock(&gru->gs_lock);
 405         gru->gs_gts[gts->ts_ctxnum] = NULL;
 406         free_gru_resources(gru, gts);
 407         BUG_ON(test_bit(gts->ts_ctxnum, &gru->gs_context_map) == 0);
 408         __clear_bit(gts->ts_ctxnum, &gru->gs_context_map);
 409         gts->ts_ctxnum = NULLCTX;
 410         gts->ts_gru = NULL;
 411         spin_unlock(&gru->gs_lock);
 412
 413         gts_drop(gts);
 414         STAT(free_context);
 415 }
 416
 417 /*
 418  * Prefetching cachelines help hardware performance.
 419  * (Strictly a performance enhancement. Not functionally required).
 420  */
 421 static void prefetch_data(void *p, int num, int stride)
 422 {
 423         while (num-- > 0) {
 424                 prefetchw(p);
 425                 p += stride;
 426         }
 427 }
 428
 429 static inline long gru_copy_handle(void *d, void *s)
 430 {
 431         memcpy(d, s, GRU_HANDLE_BYTES);
 432         return GRU_HANDLE_BYTES;
 433 }
 434
 435 static void gru_prefetch_context(void *gseg, void *cb, void *cbe, unsigned long cbrmap,
 436                                 unsigned long length)
 437 {
 438         int i, scr;
 439
 440         prefetch_data(gseg + GRU_DS_BASE, length / GRU_CACHE_LINE_BYTES,
 441                       GRU_CACHE_LINE_BYTES);
 442
 443         for_each_cbr_in_allocation_map(i, &cbrmap, scr) {
 444                 prefetch_data(cb, 1, GRU_CACHE_LINE_BYTES);
 445                 prefetch_data(cbe + i * GRU_HANDLE_STRIDE, 1,
 446                               GRU_CACHE_LINE_BYTES);
 447                 cb += GRU_HANDLE_STRIDE;
 448         }
 449 }
 450
 451 static void gru_load_context_data(void *save, void *grubase, int ctxnum,
 452                                   unsigned long cbrmap, unsigned long dsrmap)
 453 {
 454         void *gseg, *cb, *cbe;
 455         unsigned long length;
 456         int i, scr;
 457
 458         gseg = grubase + ctxnum * GRU_GSEG_STRIDE;
 459         cb = gseg + GRU_CB_BASE;
 460         cbe = grubase + GRU_CBE_BASE;
 461         length = hweight64(dsrmap) * GRU_DSR_AU_BYTES;
 462         gru_prefetch_context(gseg, cb, cbe, cbrmap, length);
 463
 464         for_each_cbr_in_allocation_map(i, &cbrmap, scr) {
 465                 save += gru_copy_handle(cb, save);
 466                 save += gru_copy_handle(cbe + i * GRU_HANDLE_STRIDE, save);
 467                 cb += GRU_HANDLE_STRIDE;
 468         }
 469
 470         memcpy(gseg + GRU_DS_BASE, save, length);
 471 }
 472
 473 static void gru_unload_context_data(void *save, void *grubase, int ctxnum,
 474                                     unsigned long cbrmap, unsigned long dsrmap)
 475 {
 476         void *gseg, *cb, *cbe;
 477         unsigned long length;
 478         int i, scr;
 479
 480         gseg = grubase + ctxnum * GRU_GSEG_STRIDE;
 481         cb = gseg + GRU_CB_BASE;
 482         cbe = grubase + GRU_CBE_BASE;
 483         length = hweight64(dsrmap) * GRU_DSR_AU_BYTES;
 484         gru_prefetch_context(gseg, cb, cbe, cbrmap, length);
 485
 486         for_each_cbr_in_allocation_map(i, &cbrmap, scr) {
 487                 save += gru_copy_handle(save, cb);
 488                 save += gru_copy_handle(save, cbe + i * GRU_HANDLE_STRIDE);
 489                 cb += GRU_HANDLE_STRIDE;
 490         }
 491         memcpy(save, gseg + GRU_DS_BASE, length);
 492 }
 493
 494 void gru_unload_context(struct gru_thread_state *gts, int savestate)
 495 {
 496         struct gru_state *gru = gts->ts_gru;
 497         struct gru_context_configuration_handle *cch;
 498         int ctxnum = gts->ts_ctxnum;
 499
 500         zap_vma_ptes(gts->ts_vma, UGRUADDR(gts), GRU_GSEG_PAGESIZE);
 501         cch = get_cch(gru->gs_gru_base_vaddr, ctxnum);
 502
 503         lock_cch_handle(cch);
 504         if (cch_interrupt_sync(cch))
 505                 BUG();
 506         gru_dbg(grudev, "gts %p\n", gts);
 507
 508         gru_unload_mm_tracker(gru, gts->ts_gms, gts->ts_ctxnum);
 509         if (savestate)
 510                 gru_unload_context_data(gts->ts_gdata, gru->gs_gru_base_vaddr,
 511                                         ctxnum, gts->ts_cbr_map,
 512                                         gts->ts_dsr_map);
 513
 514         if (cch_deallocate(cch))
 515                 BUG();
 516         gts->ts_force_unload = 0;       /* ts_force_unload locked by CCH lock */
 517         unlock_cch_handle(cch);
 518
 519         gru_free_gru_context(gts);
 520         STAT(unload_context);
 521 }
 522
 523 /*
 524  * Load a GRU context by copying it from the thread data structure in memory
 525  * to the GRU.
 526  */
 527 static void gru_load_context(struct gru_thread_state *gts)
 528 {
 529         struct gru_state *gru = gts->ts_gru;
 530         struct gru_context_configuration_handle *cch;
 531         int err, asid, ctxnum = gts->ts_ctxnum;
 532
 533         gru_dbg(grudev, "gts %p\n", gts);
 534         cch = get_cch(gru->gs_gru_base_vaddr, ctxnum);
 535
 536         lock_cch_handle(cch);
 537         asid = gru_load_mm_tracker(gru, gts->ts_gms, gts->ts_ctxnum);
 538         cch->tfm_fault_bit_enable =
 539             (gts->ts_user_options == GRU_OPT_MISS_FMM_POLL
 540              || gts->ts_user_options == GRU_OPT_MISS_FMM_INTR);
 541         cch->tlb_int_enable = (gts->ts_user_options == GRU_OPT_MISS_FMM_INTR);
 542         if (cch->tlb_int_enable) {
 543                 gts->ts_tlb_int_select = gru_cpu_fault_map_id();
 544                 cch->tlb_int_select = gts->ts_tlb_int_select;
 545         }
 546         cch->tfm_done_bit_enable = 0;
 547         err = cch_allocate(cch, asid, gts->ts_cbr_map, gts->ts_dsr_map);
 548         if (err) {
 549                 gru_dbg(grudev,
 550                         "err %d: cch %p, gts %p, cbr 0x%lx, dsr 0x%lx\n",
 551                         err, cch, gts, gts->ts_cbr_map, gts->ts_dsr_map);
 552                 BUG();
 553         }
 554
 555         gru_load_context_data(gts->ts_gdata, gru->gs_gru_base_vaddr, ctxnum,
 556                               gts->ts_cbr_map, gts->ts_dsr_map);
 557
 558         if (cch_start(cch))
 559                 BUG();
 560         unlock_cch_handle(cch);
 561
 562         STAT(load_context);
 563 }
 564
 565 /*
 566  * Update fields in an active CCH:
 567  *      - retarget interrupts on local blade
 568  *      - force a delayed context unload by clearing the CCH asids. This
 569  *        forces TLB misses for new GRU instructions. The context is unloaded
 570  *        when the next TLB miss occurs.
 571  */
 572 static int gru_update_cch(struct gru_thread_state *gts, int int_select)
 573 {
 574         struct gru_context_configuration_handle *cch;
 575         struct gru_state *gru = gts->ts_gru;
 576         int i, ctxnum = gts->ts_ctxnum, ret = 0;
 577
 578         cch = get_cch(gru->gs_gru_base_vaddr, ctxnum);
 579
 580         lock_cch_handle(cch);
 581         if (cch->state == CCHSTATE_ACTIVE) {
 582                 if (gru->gs_gts[gts->ts_ctxnum] != gts)
 583                         goto exit;
 584                 if (cch_interrupt(cch))
 585                         BUG();
 586                 if (int_select >= 0) {
 587                         gts->ts_tlb_int_select = int_select;
 588                         cch->tlb_int_select = int_select;
 589                 } else {
 590                         for (i = 0; i < 8; i++)
 591                                 cch->asid[i] = 0;
 592                         cch->tfm_fault_bit_enable = 0;
 593                         cch->tlb_int_enable = 0;
 594                         gts->ts_force_unload = 1;
 595                 }
 596                 if (cch_start(cch))
 597                         BUG();
 598                 ret = 1;
 599         }
 600 exit:
 601         unlock_cch_handle(cch);
 602         return ret;
 603 }
 604
 605 /*
 606  * Update CCH tlb interrupt select. Required when all the following is true:
 607  *      - task's GRU context is loaded into a GRU
 608  *      - task is using interrupt notification for TLB faults
 609  *      - task has migrated to a different cpu on the same blade where
 610  *        it was previously running.
 611  */
 612 static int gru_retarget_intr(struct gru_thread_state *gts)
 613 {
 614         if (gts->ts_tlb_int_select < 0
 615             || gts->ts_tlb_int_select == gru_cpu_fault_map_id())
 616                 return 0;
 617
 618         gru_dbg(grudev, "retarget from %d to %d\n", gts->ts_tlb_int_select,
 619                 gru_cpu_fault_map_id());
 620         return gru_update_cch(gts, gru_cpu_fault_map_id());
 621 }
 622
 623
 624 /*
 625  * Insufficient GRU resources available on the local blade. Steal a context from
 626  * a process. This is a hack until a _real_ resource scheduler is written....
 627  */
 628 #define next_ctxnum(n)  ((n) <  GRU_NUM_CCH - 2 ? (n) + 1 : 0)
 629 #define next_gru(b, g)  (((g) < &(b)->bs_grus[GRU_CHIPLETS_PER_BLADE - 1]) ?  \
 630                                  ((g)+1) : &(b)->bs_grus[0])
 631
 632 static void gru_steal_context(struct gru_thread_state *gts)
 633 {
 634         struct gru_blade_state *blade;
 635         struct gru_state *gru, *gru0;
 636         struct gru_thread_state *ngts = NULL;
 637         int ctxnum, ctxnum0, flag = 0, cbr, dsr;
 638
 639         cbr = gts->ts_cbr_au_count;
 640         dsr = gts->ts_dsr_au_count;
 641
 642         preempt_disable();
 643         blade = gru_base[uv_numa_blade_id()];
 644         spin_lock(&blade->bs_lock);
 645
 646         ctxnum = next_ctxnum(blade->bs_lru_ctxnum);
 647         gru = blade->bs_lru_gru;
 648         if (ctxnum == 0)
 649                 gru = next_gru(blade, gru);
 650         ctxnum0 = ctxnum;
 651         gru0 = gru;
 652         while (1) {
 653                 if (check_gru_resources(gru, cbr, dsr, GRU_NUM_CCH))
 654                         break;
 655                 spin_lock(&gru->gs_lock);
 656                 for (; ctxnum < GRU_NUM_CCH; ctxnum++) {
 657                         if (flag && gru == gru0 && ctxnum == ctxnum0)
 658                                 break;
 659                         ngts = gru->gs_gts[ctxnum];
 660                         /*
 661                          * We are grabbing locks out of order, so trylock is
 662                          * needed. GTSs are usually not locked, so the odds of
 663                          * success are high. If trylock fails, try to steal a
 664                          * different GSEG.
 665                          */
 666                         if (ngts && mutex_trylock(&ngts->ts_ctxlock))
 667                                 break;
 668                         ngts = NULL;
 669                         flag = 1;
 670                 }
 671                 spin_unlock(&gru->gs_lock);
 672                 if (ngts || (flag && gru == gru0 && ctxnum == ctxnum0))
 673                         break;
 674                 ctxnum = 0;
 675                 gru = next_gru(blade, gru);
 676         }
 677         blade->bs_lru_gru = gru;
 678         blade->bs_lru_ctxnum = ctxnum;
 679         spin_unlock(&blade->bs_lock);
 680         preempt_enable();
 681
 682         if (ngts) {
 683                 STAT(steal_context);
 684                 ngts->ts_steal_jiffies = jiffies;
 685                 gru_unload_context(ngts, 1);
 686                 mutex_unlock(&ngts->ts_ctxlock);
 687         } else {
 688                 STAT(steal_context_failed);
 689         }
 690         gru_dbg(grudev,
 691                 "stole gru %x, ctxnum %d from gts %p. Need cb %d, ds %d;"
 692                 " avail cb %ld, ds %ld\n",
 693                 gru->gs_gid, ctxnum, ngts, cbr, dsr, hweight64(gru->gs_cbr_map),
 694                 hweight64(gru->gs_dsr_map));
 695 }
 696
 697 /*
 698  * Scan the GRUs on the local blade & assign a GRU context.
 699  */
 700 static struct gru_state *gru_assign_gru_context(struct gru_thread_state *gts)
 701 {
 702         struct gru_state *gru, *grux;
 703         int i, max_active_contexts;
 704
 705         preempt_disable();
 706
 707 again:
 708         gru = NULL;
 709         max_active_contexts = GRU_NUM_CCH;
 710         for_each_gru_on_blade(grux, uv_numa_blade_id(), i) {
 711                 if (check_gru_resources(grux, gts->ts_cbr_au_count,
 712                                         gts->ts_dsr_au_count,
 713                                         max_active_contexts)) {
 714                         gru = grux;
 715                         max_active_contexts = grux->gs_active_contexts;
 716                         if (max_active_contexts == 0)
 717                                 break;
 718                 }
 719         }
 720
 721         if (gru) {
 722                 spin_lock(&gru->gs_lock);
 723                 if (!check_gru_resources(gru, gts->ts_cbr_au_count,
 724                                          gts->ts_dsr_au_count, GRU_NUM_CCH)) {
 725                         spin_unlock(&gru->gs_lock);
 726                         goto again;
 727                 }
 728                 reserve_gru_resources(gru, gts);
 729                 gts->ts_gru = gru;
 730                 gts->ts_ctxnum =
 731                     find_first_zero_bit(&gru->gs_context_map, GRU_NUM_CCH);
 732                 BUG_ON(gts->ts_ctxnum == GRU_NUM_CCH);
 733                 atomic_inc(&gts->ts_refcnt);
 734                 gru->gs_gts[gts->ts_ctxnum] = gts;
 735                 __set_bit(gts->ts_ctxnum, &gru->gs_context_map);
 736                 spin_unlock(&gru->gs_lock);
 737
 738                 STAT(assign_context);
 739                 gru_dbg(grudev,
 740                         "gseg %p, gts %p, gru %x, ctx %d, cbr %d, dsr %d\n",
 741                         gseg_virtual_address(gts->ts_gru, gts->ts_ctxnum), gts,
 742                         gts->ts_gru->gs_gid, gts->ts_ctxnum,
 743                         gts->ts_cbr_au_count, gts->ts_dsr_au_count);
 744         } else {
 745                 gru_dbg(grudev, "failed to allocate a GTS %s\n", "");
 746                 STAT(assign_context_failed);
 747         }
 748
 749         preempt_enable();
 750         return gru;
 751 }
 752
 753 /*
 754  * gru_nopage
 755  *
 756  * Map the user's GRU segment
 757  *
 758  *      Note: gru segments alway mmaped on GRU_GSEG_PAGESIZE boundaries.
 759  */
 760 int gru_fault(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf)
 761 {
 762         struct gru_thread_state *gts;
 763         unsigned long paddr, vaddr;
 764
 765         vaddr = (unsigned long)vmf->virtual_address;
 766         gru_dbg(grudev, "vma %p, vaddr 0x%lx (0x%lx)\n",
 767                 vma, vaddr, GSEG_BASE(vaddr));
 768         STAT(nopfn);
 769
 770         /* The following check ensures vaddr is a valid address in the VMA */
 771         gts = gru_find_thread_state(vma, TSID(vaddr, vma));
 772         if (!gts)
 773                 return VM_FAULT_SIGBUS;
 774
 775 again:
 776         preempt_disable();
 777         mutex_lock(&gts->ts_ctxlock);
 778         if (gts->ts_gru) {
 779                 if (gts->ts_gru->gs_blade_id != uv_numa_blade_id()) {
 780                         STAT(migrated_nopfn_unload);
 781                         gru_unload_context(gts, 1);
 782                 } else {
 783                         if (gru_retarget_intr(gts))
 784                                 STAT(migrated_nopfn_retarget);
 785                 }
 786         }
 787
 788         if (!gts->ts_gru) {
 789                 if (!gru_assign_gru_context(gts)) {
 790                         mutex_unlock(&gts->ts_ctxlock);
 791                         preempt_enable();
 792                         schedule_timeout(GRU_ASSIGN_DELAY);  /* true hack ZZZ */
 793                         if (gts->ts_steal_jiffies + GRU_STEAL_DELAY < jiffies)
 794                                 gru_steal_context(gts);
 795                         goto again;
 796                 }
 797                 gru_load_context(gts);
 798                 paddr = gseg_physical_address(gts->ts_gru, gts->ts_ctxnum);
 799                 remap_pfn_range(vma, vaddr & ~(GRU_GSEG_PAGESIZE - 1),
 800                                 paddr >> PAGE_SHIFT, GRU_GSEG_PAGESIZE,
 801                                 vma->vm_page_prot);
 802         }
 803
 804         mutex_unlock(&gts->ts_ctxlock);
 805         preempt_enable();
 806
 807         return VM_FAULT_NOPAGE;
 808 }
 809