Quelle  smp.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
/*
 *
 * Copyright (C) 2000, 2001 Kanoj Sarcar
 * Copyright (C) 2000, 2001 Ralf Baechle
 * Copyright (C) 2000, 2001 Silicon Graphics, Inc.
 * Copyright (C) 2000, 2001, 2003 Broadcom Corporation
 */
#include <linux/cache.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/profile.h>
#include <linux/smp.h>
#include <linux/spinlock.h>
#include <linux/threads.h>
#include <linux/export.h>
#include <linux/time.h>
#include <linux/timex.h>
#include <linux/sched/mm.h>
#include <linux/cpumask.h>
#include <linux/cpu.h>
#include <linux/err.h>
#include <linux/ftrace.h>
#include <linux/irqdomain.h>
#include <linux/of.h>
#include <linux/of_irq.h>

#include <linux/atomic.h>
#include <asm/cpu.h>
#include <asm/ginvt.h>
#include <asm/processor.h>
#include <asm/idle.h>
#include <asm/r4k-timer.h>
#include <asm/mips-cps.h>
#include <asm/mmu_context.h>
#include <asm/time.h>
#include <asm/setup.h>
#include <asm/maar.h>

int __cpu_number_map[CONFIG_MIPS_NR_CPU_NR_MAP];   /* Map physical to logical */
EXPORT_SYMBOL(__cpu_number_map);

int __cpu_logical_map[NR_CPUS];  /* Map logical to physical */
EXPORT_SYMBOL(__cpu_logical_map);

/* Number of TCs (or siblings in Intel speak) per CPU core */
int smp_num_siblings = 1;
EXPORT_SYMBOL(smp_num_siblings);

/* representing the TCs (or siblings in Intel speak) of each logical CPU */
cpumask_t cpu_sibling_map[NR_CPUS] __read_mostly;
EXPORT_SYMBOL(cpu_sibling_map);

/* representing the core map of multi-core chips of each logical CPU */
cpumask_t cpu_core_map[NR_CPUS] __read_mostly;
EXPORT_SYMBOL(cpu_core_map);

#ifndef CONFIG_HOTPLUG_PARALLEL
static DECLARE_COMPLETION(cpu_starting);
static DECLARE_COMPLETION(cpu_running);
#endif

/*
 * A logical cpu mask containing only one VPE per core to
 * reduce the number of IPIs on large MT systems.
 */
cpumask_t cpu_foreign_map[NR_CPUS] __read_mostly;
EXPORT_SYMBOL(cpu_foreign_map);

/* representing cpus for which sibling maps can be computed */
static cpumask_t cpu_sibling_setup_map;

/* representing cpus for which core maps can be computed */
static cpumask_t cpu_core_setup_map;

cpumask_t cpu_coherent_mask;

struct cpumask __cpu_primary_thread_mask __read_mostly;

unsigned int smp_max_threads __initdata = UINT_MAX;

static int __init early_nosmt(char *s)
{
 smp_max_threads = 1;
 return 0;
}
early_param("nosmt", early_nosmt);

static int __init early_smt(char *s)
{
 get_option(&s, &smp_max_threads);
 /* Ensure at least one thread is available */
 smp_max_threads = clamp_val(smp_max_threads, 1U, UINT_MAX);
 return 0;
}
early_param("smt", early_smt);

#ifdef CONFIG_GENERIC_IRQ_IPI
static struct irq_desc *call_desc;
static struct irq_desc *sched_desc;
#endif

static inline void set_cpu_sibling_map(int cpu)
{
 int i;

 cpumask_set_cpu(cpu, &cpu_sibling_setup_map);

 if (smp_num_siblings > 1) {
  for_each_cpu(i, &cpu_sibling_setup_map) {
   if (cpus_are_siblings(cpu, i)) {
    cpumask_set_cpu(i, &cpu_sibling_map[cpu]);
    cpumask_set_cpu(cpu, &cpu_sibling_map[i]);
   }
  }
 } else
  cpumask_set_cpu(cpu, &cpu_sibling_map[cpu]);
}

static inline void set_cpu_core_map(int cpu)
{
 int i;

 cpumask_set_cpu(cpu, &cpu_core_setup_map);

 for_each_cpu(i, &cpu_core_setup_map) {
  if (cpu_data[cpu].package == cpu_data[i].package) {
   cpumask_set_cpu(i, &cpu_core_map[cpu]);
   cpumask_set_cpu(cpu, &cpu_core_map[i]);
  }
 }
}

/*
 * Calculate a new cpu_foreign_map mask whenever a
 * new cpu appears or disappears.
 */
void calculate_cpu_foreign_map(void)
{
 int i, k, core_present;
 cpumask_t temp_foreign_map;

 /* Re-calculate the mask */
 cpumask_clear(&temp_foreign_map);
 for_each_online_cpu(i) {
  core_present = 0;
  for_each_cpu(k, &temp_foreign_map)
   if (cpus_are_siblings(i, k))
    core_present = 1;
  if (!core_present)
   cpumask_set_cpu(i, &temp_foreign_map);
 }

 for_each_online_cpu(i)
  cpumask_andnot(&cpu_foreign_map[i],
          &temp_foreign_map, &cpu_sibling_map[i]);
}

const struct plat_smp_ops *mp_ops;
EXPORT_SYMBOL(mp_ops);

void register_smp_ops(const struct plat_smp_ops *ops)
{
 if (mp_ops)
  printk(KERN_WARNING "Overriding previously set SMP ops\n");

 mp_ops = ops;
}

#ifdef CONFIG_GENERIC_IRQ_IPI
void mips_smp_send_ipi_single(int cpu, unsigned int action)
{
 mips_smp_send_ipi_mask(cpumask_of(cpu), action);
}

void mips_smp_send_ipi_mask(const struct cpumask *mask, unsigned int action)
{
 unsigned long flags;
 unsigned int core;
 int cpu;

 local_irq_save(flags);

 switch (action) {
 case SMP_CALL_FUNCTION:
  __ipi_send_mask(call_desc, mask);
  break;

 case SMP_RESCHEDULE_YOURSELF:
  __ipi_send_mask(sched_desc, mask);
  break;

 default:
  BUG();
 }

 if (mips_cpc_present()) {
  for_each_cpu(cpu, mask) {
   if (cpus_are_siblings(cpu, smp_processor_id()))
    continue;

   core = cpu_core(&cpu_data[cpu]);

   while (!cpumask_test_cpu(cpu, &cpu_coherent_mask)) {
    mips_cm_lock_other_cpu(cpu, CM_GCR_Cx_OTHER_BLOCK_LOCAL);
    mips_cpc_lock_other(core);
    write_cpc_co_cmd(CPC_Cx_CMD_PWRUP);
    mips_cpc_unlock_other();
    mips_cm_unlock_other();
   }
  }
 }

 local_irq_restore(flags);
}


static irqreturn_t ipi_resched_interrupt(int irq, void *dev_id)
{
 scheduler_ipi();

 return IRQ_HANDLED;
}

static irqreturn_t ipi_call_interrupt(int irq, void *dev_id)
{
 generic_smp_call_function_interrupt();

 return IRQ_HANDLED;
}

static void smp_ipi_init_one(unsigned int virq, const char *name,
        irq_handler_t handler)
{
 int ret;

 irq_set_handler(virq, handle_percpu_irq);
 ret = request_irq(virq, handler, IRQF_PERCPU, name, NULL);
 BUG_ON(ret);
}

static unsigned int call_virq, sched_virq;

int mips_smp_ipi_allocate(const struct cpumask *mask)
{
 int virq;
 struct irq_domain *ipidomain;
 struct device_node *node;

 node = of_irq_find_parent(of_root);
 ipidomain = irq_find_matching_host(node, DOMAIN_BUS_IPI);

 /*
 * Some platforms have half DT setup. So if we found irq node but
 * didn't find an ipidomain, try to search for one that is not in the
 * DT.
 */
 if (node && !ipidomain)
  ipidomain = irq_find_matching_host(NULL, DOMAIN_BUS_IPI);

 /*
 * There are systems which use IPI IRQ domains, but only have one
 * registered when some runtime condition is met. For example a Malta
 * kernel may include support for GIC & CPU interrupt controller IPI
 * IRQ domains, but if run on a system with no GIC & no MT ASE then
 * neither will be supported or registered.
 *
 * We only have a problem if we're actually using multiple CPUs so fail
 * loudly if that is the case. Otherwise simply return, skipping IPI
 * setup, if we're running with only a single CPU.
 */
 if (!ipidomain) {
  BUG_ON(num_present_cpus() > 1);
  return 0;
 }

 virq = irq_reserve_ipi(ipidomain, mask);
 BUG_ON(!virq);
 if (!call_virq)
  call_virq = virq;

 virq = irq_reserve_ipi(ipidomain, mask);
 BUG_ON(!virq);
 if (!sched_virq)
  sched_virq = virq;

 if (irq_domain_is_ipi_per_cpu(ipidomain)) {
  int cpu;

  for_each_cpu(cpu, mask) {
   smp_ipi_init_one(call_virq + cpu, "IPI call",
      ipi_call_interrupt);
   smp_ipi_init_one(sched_virq + cpu, "IPI resched",
      ipi_resched_interrupt);
  }
 } else {
  smp_ipi_init_one(call_virq, "IPI call", ipi_call_interrupt);
  smp_ipi_init_one(sched_virq, "IPI resched",
     ipi_resched_interrupt);
 }

 return 0;
}

int mips_smp_ipi_free(const struct cpumask *mask)
{
 struct irq_domain *ipidomain;
 struct device_node *node;

 node = of_irq_find_parent(of_root);
 ipidomain = irq_find_matching_host(node, DOMAIN_BUS_IPI);

 /*
 * Some platforms have half DT setup. So if we found irq node but
 * didn't find an ipidomain, try to search for one that is not in the
 * DT.
 */
 if (node && !ipidomain)
  ipidomain = irq_find_matching_host(NULL, DOMAIN_BUS_IPI);

 BUG_ON(!ipidomain);

 if (irq_domain_is_ipi_per_cpu(ipidomain)) {
  int cpu;

  for_each_cpu(cpu, mask) {
   free_irq(call_virq + cpu, NULL);
   free_irq(sched_virq + cpu, NULL);
  }
 }
 irq_destroy_ipi(call_virq, mask);
 irq_destroy_ipi(sched_virq, mask);
 return 0;
}


static int __init mips_smp_ipi_init(void)
{
 if (num_possible_cpus() == 1)
  return 0;

 mips_smp_ipi_allocate(cpu_possible_mask);

 call_desc = irq_to_desc(call_virq);
 sched_desc = irq_to_desc(sched_virq);

 return 0;
}
early_initcall(mips_smp_ipi_init);
#endif

/*
 * First C code run on the secondary CPUs after being started up by
 * the master.
 */
asmlinkage void start_secondary(void)
{
 unsigned int cpu = raw_smp_processor_id();

 cpu_probe();
 per_cpu_trap_init(false);
 rcutree_report_cpu_starting(cpu);
 mips_clockevent_init();
 mp_ops->init_secondary();
 cpu_report();
 maar_init();

 /*
 * XXX parity protection should be folded in here when it's converted
 * to an option instead of something based on .cputype
 */

#ifdef CONFIG_HOTPLUG_PARALLEL
 cpuhp_ap_sync_alive();
#endif
 calibrate_delay();
 cpu_data[cpu].udelay_val = loops_per_jiffy;

 set_cpu_sibling_map(cpu);
 set_cpu_core_map(cpu);

 cpumask_set_cpu(cpu, &cpu_coherent_mask);
 notify_cpu_starting(cpu);

#ifndef CONFIG_HOTPLUG_PARALLEL
 /* Notify boot CPU that we're starting & ready to sync counters */
 complete(&cpu_starting);
#endif

 synchronise_count_slave(cpu);

 /* The CPU is running and counters synchronised, now mark it online */
 set_cpu_online(cpu, true);

 calculate_cpu_foreign_map();

#ifndef CONFIG_HOTPLUG_PARALLEL
 /*
 * Notify boot CPU that we're up & online and it can safely return
 * from __cpu_up
 */
 complete(&cpu_running);
#endif

 /*
 * irq will be enabled in ->smp_finish(), enabling it too early
 * is dangerous.
 */
 WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
 mp_ops->smp_finish();

 cpu_startup_entry(CPUHP_AP_ONLINE_IDLE);
}

static void stop_this_cpu(void *dummy)
{
 /*
 * Remove this CPU:
 */

 set_cpu_online(smp_processor_id(), false);
 calculate_cpu_foreign_map();
 local_irq_disable();
 while (1);
}

void smp_send_stop(void)
{
 smp_call_function(stop_this_cpu, NULL, 0);
}

void __init smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
{
}

/* called from main before smp_init() */
void __init smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
{
 init_new_context(current, &init_mm);
 current_thread_info()->cpu = 0;
 mp_ops->prepare_cpus(max_cpus);
 set_cpu_sibling_map(0);
 set_cpu_core_map(0);
 calculate_cpu_foreign_map();
#ifndef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 init_cpu_present(cpu_possible_mask);
#endif
 cpumask_copy(&cpu_coherent_mask, cpu_possible_mask);
}

/* preload SMP state for boot cpu */
void __init smp_prepare_boot_cpu(void)
{
 if (mp_ops->prepare_boot_cpu)
  mp_ops->prepare_boot_cpu();
 set_cpu_possible(0, true);
 set_cpu_online(0, true);
}

#ifdef CONFIG_HOTPLUG_PARALLEL
int arch_cpuhp_kick_ap_alive(unsigned int cpu, struct task_struct *tidle)
{
 return mp_ops->boot_secondary(cpu, tidle);
}
#else
int __cpu_up(unsigned int cpu, struct task_struct *tidle)
{
 int err;

 err = mp_ops->boot_secondary(cpu, tidle);
 if (err)
  return err;

 /* Wait for CPU to start and be ready to sync counters */
 if (!wait_for_completion_timeout(&cpu_starting,
      msecs_to_jiffies(1000))) {
  pr_crit("CPU%u: failed to start\n", cpu);
  return -EIO;
 }

 /* Wait for CPU to finish startup & mark itself online before return */
 wait_for_completion(&cpu_running);
 return 0;
}
#endif

#ifdef CONFIG_PROFILING
/* Not really SMP stuff ... */
int setup_profiling_timer(unsigned int multiplier)
{
 return 0;
}
#endif

static void flush_tlb_all_ipi(void *info)
{
 local_flush_tlb_all();
}

void flush_tlb_all(void)
{
 if (cpu_has_mmid) {
  htw_stop();
  ginvt_full();
  sync_ginv();
  instruction_hazard();
  htw_start();
  return;
 }

 on_each_cpu(flush_tlb_all_ipi, NULL, 1);
}

static void flush_tlb_mm_ipi(void *mm)
{
 drop_mmu_context((struct mm_struct *)mm);
}

/*
 * Special Variant of smp_call_function for use by TLB functions:
 *
 *  o No return value
 *  o collapses to normal function call on UP kernels
 *  o collapses to normal function call on systems with a single shared
 *    primary cache.
 */
static inline void smp_on_other_tlbs(void (*func) (void *info), void *info)
{
 smp_call_function(func, info, 1);
}

static inline void smp_on_each_tlb(void (*func) (void *info), void *info)
{
 preempt_disable();

 smp_on_other_tlbs(func, info);
 func(info);

 preempt_enable();
}

/*
 * The following tlb flush calls are invoked when old translations are
 * being torn down, or pte attributes are changing. For single threaded
 * address spaces, a new context is obtained on the current cpu, and tlb
 * context on other cpus are invalidated to force a new context allocation
 * at switch_mm time, should the mm ever be used on other cpus. For
 * multithreaded address spaces, inter-CPU interrupts have to be sent.
 * Another case where inter-CPU interrupts are required is when the target
 * mm might be active on another cpu (eg debuggers doing the flushes on
 * behalf of debugees, kswapd stealing pages from another process etc).
 * Kanoj 07/00.
 */

void flush_tlb_mm(struct mm_struct *mm)
{
 if (!mm)
  return;

 if (atomic_read(&mm->mm_users) == 0)
  return;  /* happens as a result of exit_mmap() */

 preempt_disable();

 if (cpu_has_mmid) {
  /*
 * No need to worry about other CPUs - the ginvt in
 * drop_mmu_context() will be globalized.
 */
 } else if ((atomic_read(&mm->mm_users) != 1) || (current->mm != mm)) {
  smp_on_other_tlbs(flush_tlb_mm_ipi, mm);
 } else {
  unsigned int cpu;

  for_each_online_cpu(cpu) {
   if (cpu != smp_processor_id() && cpu_context(cpu, mm))
    set_cpu_context(cpu, mm, 0);
  }
 }
 drop_mmu_context(mm);

 preempt_enable();
}

struct flush_tlb_data {
 struct vm_area_struct *vma;
 unsigned long addr1;
 unsigned long addr2;
};

static void flush_tlb_range_ipi(void *info)
{
 struct flush_tlb_data *fd = info;

 local_flush_tlb_range(fd->vma, fd->addr1, fd->addr2);
}

void flush_tlb_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start, unsigned long end)
{
 struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 unsigned long addr;
 u32 old_mmid;

 preempt_disable();
 if (cpu_has_mmid) {
  htw_stop();
  old_mmid = read_c0_memorymapid();
  write_c0_memorymapid(cpu_asid(0, mm));
  mtc0_tlbw_hazard();
  addr = round_down(start, PAGE_SIZE * 2);
  end = round_up(end, PAGE_SIZE * 2);
  do {
   ginvt_va_mmid(addr);
   sync_ginv();
   addr += PAGE_SIZE * 2;
  } while (addr < end);
  write_c0_memorymapid(old_mmid);
  instruction_hazard();
  htw_start();
 } else if ((atomic_read(&mm->mm_users) != 1) || (current->mm != mm)) {
  struct flush_tlb_data fd = {
   .vma = vma,
   .addr1 = start,
   .addr2 = end,
  };

  smp_on_other_tlbs(flush_tlb_range_ipi, &fd);
  local_flush_tlb_range(vma, start, end);
 } else {
  unsigned int cpu;
  int exec = vma->vm_flags & VM_EXEC;

  for_each_online_cpu(cpu) {
   /*
 * flush_cache_range() will only fully flush icache if
 * the VMA is executable, otherwise we must invalidate
 * ASID without it appearing to has_valid_asid() as if
 * mm has been completely unused by that CPU.
 */
   if (cpu != smp_processor_id() && cpu_context(cpu, mm))
    set_cpu_context(cpu, mm, !exec);
  }
  local_flush_tlb_range(vma, start, end);
 }
 preempt_enable();
}

static void flush_tlb_kernel_range_ipi(void *info)
{
 struct flush_tlb_data *fd = info;

 local_flush_tlb_kernel_range(fd->addr1, fd->addr2);
}

void flush_tlb_kernel_range(unsigned long start, unsigned long end)
{
 struct flush_tlb_data fd = {
  .addr1 = start,
  .addr2 = end,
 };

 on_each_cpu(flush_tlb_kernel_range_ipi, &fd, 1);
}

static void flush_tlb_page_ipi(void *info)
{
 struct flush_tlb_data *fd = info;

 local_flush_tlb_page(fd->vma, fd->addr1);
}

void flush_tlb_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long page)
{
 u32 old_mmid;

 preempt_disable();
 if (cpu_has_mmid) {
  htw_stop();
  old_mmid = read_c0_memorymapid();
  write_c0_memorymapid(cpu_asid(0, vma->vm_mm));
  mtc0_tlbw_hazard();
  ginvt_va_mmid(page);
  sync_ginv();
  write_c0_memorymapid(old_mmid);
  instruction_hazard();
  htw_start();
 } else if ((atomic_read(&vma->vm_mm->mm_users) != 1) ||
     (current->mm != vma->vm_mm)) {
  struct flush_tlb_data fd = {
   .vma = vma,
   .addr1 = page,
  };

  smp_on_other_tlbs(flush_tlb_page_ipi, &fd);
  local_flush_tlb_page(vma, page);
 } else {
  unsigned int cpu;

  for_each_online_cpu(cpu) {
   /*
 * flush_cache_page() only does partial flushes, so
 * invalidate ASID without it appearing to
 * has_valid_asid() as if mm has been completely unused
 * by that CPU.
 */
   if (cpu != smp_processor_id() && cpu_context(cpu, vma->vm_mm))
    set_cpu_context(cpu, vma->vm_mm, 1);
  }
  local_flush_tlb_page(vma, page);
 }
 preempt_enable();
}

static void flush_tlb_one_ipi(void *info)
{
 unsigned long vaddr = (unsigned long) info;

 local_flush_tlb_one(vaddr);
}

void flush_tlb_one(unsigned long vaddr)
{
 smp_on_each_tlb(flush_tlb_one_ipi, (void *) vaddr);
}

EXPORT_SYMBOL(flush_tlb_page);
EXPORT_SYMBOL(flush_tlb_one);

#ifdef CONFIG_HOTPLUG_CORE_SYNC_DEAD
void arch_cpuhp_cleanup_dead_cpu(unsigned int cpu)
{
 if (mp_ops->cleanup_dead_cpu)
  mp_ops->cleanup_dead_cpu(cpu);
}
#endif

#ifdef CONFIG_GENERIC_CLOCKEVENTS_BROADCAST

static void tick_broadcast_callee(void *info)
{
 tick_receive_broadcast();
}

static DEFINE_PER_CPU(call_single_data_t, tick_broadcast_csd) =
 CSD_INIT(tick_broadcast_callee, NULL);

void tick_broadcast(const struct cpumask *mask)
{
 call_single_data_t *csd;
 int cpu;

 for_each_cpu(cpu, mask) {
  csd = &per_cpu(tick_broadcast_csd, cpu);
  smp_call_function_single_async(cpu, csd);
 }
}

#endif /* CONFIG_GENERIC_CLOCKEVENTS_BROADCAST */