Quelle  grumain.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
/*
 * SN Platform GRU Driver
 *
 *            DRIVER TABLE MANAGER + GRU CONTEXT LOAD/UNLOAD
 *
 *  Copyright (c) 2008 Silicon Graphics, Inc.  All Rights Reserved.
 */

#include <linux/kernel.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/mm.h>
#include <linux/spinlock.h>
#include <linux/sched.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/list.h>
#include <linux/err.h>
#include <linux/prefetch.h>
#include <asm/uv/uv_hub.h>
#include "gru.h"
#include "grutables.h"
#include "gruhandles.h"

unsigned long gru_options __read_mostly;

static struct device_driver gru_driver = {
 .name = "gru"
};

static struct device gru_device = {
 .init_name = "",
 .driver = &gru_driver,
};

struct device *grudev = &gru_device;

/*
 * Select a gru fault map to be used by the current cpu. Note that
 * multiple cpus may be using the same map.
 * ZZZ should be inline but did not work on emulator
 */
int gru_cpu_fault_map_id(void)
{
 int cpu = smp_processor_id();
 int id, core;

 core = uv_cpu_core_number(cpu);
 id = core + UV_MAX_INT_CORES * uv_cpu_socket_number(cpu);
 return id;
}

/*--------- ASID Management -------------------------------------------
 *
 *  Initially, assign asids sequentially from MIN_ASID .. MAX_ASID.
 *  Once MAX is reached, flush the TLB & start over. However,
 *  some asids may still be in use. There won't be many (percentage wise) still
 *  in use. Search active contexts & determine the value of the first
 *  asid in use ("x"s below). Set "limit" to this value.
 *  This defines a block of assignable asids.
 *
 *  When "limit" is reached, search forward from limit+1 and determine the
 *  next block of assignable asids.
 *
 *  Repeat until MAX_ASID is reached, then start over again.
 *
 *  Each time MAX_ASID is reached, increment the asid generation. Since
 *  the search for in-use asids only checks contexts with GRUs currently
 *  assigned, asids in some contexts will be missed. Prior to loading
 *  a context, the asid generation of the GTS asid is rechecked. If it
 *  doesn't match the current generation, a new asid will be assigned.
 *
 *    0---------------x------------x---------------------x----|
 *   ^-next ^-limit     ^-MAX_ASID
 *
 * All asid manipulation & context loading/unloading is protected by the
 * gs_lock.
 */

/* Hit the asid limit. Start over */
static int gru_wrap_asid(struct gru_state *gru)
{
 gru_dbg(grudev, "gid %d\n", gru->gs_gid);
 STAT(asid_wrap);
 gru->gs_asid_gen++;
 return MIN_ASID;
}

/* Find the next chunk of unused asids */
static int gru_reset_asid_limit(struct gru_state *gru, int asid)
{
 int i, gid, inuse_asid, limit;

 gru_dbg(grudev, "gid %d, asid 0x%x\n", gru->gs_gid, asid);
 STAT(asid_next);
 limit = MAX_ASID;
 if (asid >= limit)
  asid = gru_wrap_asid(gru);
 gru_flush_all_tlb(gru);
 gid = gru->gs_gid;
again:
 for (i = 0; i < GRU_NUM_CCH; i++) {
  if (!gru->gs_gts[i] || is_kernel_context(gru->gs_gts[i]))
   continue;
  inuse_asid = gru->gs_gts[i]->ts_gms->ms_asids[gid].mt_asid;
  gru_dbg(grudev, "gid %d, gts %p, gms %p, inuse 0x%x, cxt %d\n",
   gru->gs_gid, gru->gs_gts[i], gru->gs_gts[i]->ts_gms,
   inuse_asid, i);
  if (inuse_asid == asid) {
   asid += ASID_INC;
   if (asid >= limit) {
    /*
 * empty range: reset the range limit and
 * start over
 */
    limit = MAX_ASID;
    if (asid >= MAX_ASID)
     asid = gru_wrap_asid(gru);
    goto again;
   }
  }

  if ((inuse_asid > asid) && (inuse_asid < limit))
   limit = inuse_asid;
 }
 gru->gs_asid_limit = limit;
 gru->gs_asid = asid;
 gru_dbg(grudev, "gid %d, new asid 0x%x, new_limit 0x%x\n", gru->gs_gid,
     asid, limit);
 return asid;
}

/* Assign a new ASID to a thread context.  */
static int gru_assign_asid(struct gru_state *gru)
{
 int asid;

 gru->gs_asid += ASID_INC;
 asid = gru->gs_asid;
 if (asid >= gru->gs_asid_limit)
  asid = gru_reset_asid_limit(gru, asid);

 gru_dbg(grudev, "gid %d, asid 0x%x\n", gru->gs_gid, asid);
 return asid;
}

/*
 * Clear n bits in a word. Return a word indicating the bits that were cleared.
 * Optionally, build an array of chars that contain the bit numbers allocated.
 */
static unsigned long reserve_resources(unsigned long *p, int n, int mmax,
           signed char *idx)
{
 unsigned long bits = 0;
 int i;

 while (n--) {
  i = find_first_bit(p, mmax);
  if (i == mmax)
   BUG();
  __clear_bit(i, p);
  __set_bit(i, &bits);
  if (idx)
   *idx++ = i;
 }
 return bits;
}

unsigned long gru_reserve_cb_resources(struct gru_state *gru, int cbr_au_count,
           signed char *cbmap)
{
 return reserve_resources(&gru->gs_cbr_map, cbr_au_count, GRU_CBR_AU,
     cbmap);
}

unsigned long gru_reserve_ds_resources(struct gru_state *gru, int dsr_au_count,
           signed char *dsmap)
{
 return reserve_resources(&gru->gs_dsr_map, dsr_au_count, GRU_DSR_AU,
     dsmap);
}

static void reserve_gru_resources(struct gru_state *gru,
      struct gru_thread_state *gts)
{
 gru->gs_active_contexts++;
 gts->ts_cbr_map =
     gru_reserve_cb_resources(gru, gts->ts_cbr_au_count,
         gts->ts_cbr_idx);
 gts->ts_dsr_map =
     gru_reserve_ds_resources(gru, gts->ts_dsr_au_count, NULL);
}

static void free_gru_resources(struct gru_state *gru,
          struct gru_thread_state *gts)
{
 gru->gs_active_contexts--;
 gru->gs_cbr_map |= gts->ts_cbr_map;
 gru->gs_dsr_map |= gts->ts_dsr_map;
}

/*
 * Check if a GRU has sufficient free resources to satisfy an allocation
 * request. Note: GRU locks may or may not be held when this is called. If
 * not held, recheck after acquiring the appropriate locks.
 *
 * Returns 1 if sufficient resources, 0 if not
 */
static int check_gru_resources(struct gru_state *gru, int cbr_au_count,
          int dsr_au_count, int max_active_contexts)
{
 return hweight64(gru->gs_cbr_map) >= cbr_au_count
  && hweight64(gru->gs_dsr_map) >= dsr_au_count
  && gru->gs_active_contexts < max_active_contexts;
}

/*
 * TLB manangment requires tracking all GRU chiplets that have loaded a GSEG
 * context.
 */
static int gru_load_mm_tracker(struct gru_state *gru,
     struct gru_thread_state *gts)
{
 struct gru_mm_struct *gms = gts->ts_gms;
 struct gru_mm_tracker *asids = &gms->ms_asids[gru->gs_gid];
 unsigned short ctxbitmap = (1 << gts->ts_ctxnum);
 int asid;

 spin_lock(&gms->ms_asid_lock);
 asid = asids->mt_asid;

 spin_lock(&gru->gs_asid_lock);
 if (asid == 0 || (asids->mt_ctxbitmap == 0 && asids->mt_asid_gen !=
     gru->gs_asid_gen)) {
  asid = gru_assign_asid(gru);
  asids->mt_asid = asid;
  asids->mt_asid_gen = gru->gs_asid_gen;
  STAT(asid_new);
 } else {
  STAT(asid_reuse);
 }
 spin_unlock(&gru->gs_asid_lock);

 BUG_ON(asids->mt_ctxbitmap & ctxbitmap);
 asids->mt_ctxbitmap |= ctxbitmap;
 if (!test_bit(gru->gs_gid, gms->ms_asidmap))
  __set_bit(gru->gs_gid, gms->ms_asidmap);
 spin_unlock(&gms->ms_asid_lock);

 gru_dbg(grudev,
  "gid %d, gts %p, gms %p, ctxnum %d, asid 0x%x, asidmap 0x%lx\n",
  gru->gs_gid, gts, gms, gts->ts_ctxnum, asid,
  gms->ms_asidmap[0]);
 return asid;
}

static void gru_unload_mm_tracker(struct gru_state *gru,
     struct gru_thread_state *gts)
{
 struct gru_mm_struct *gms = gts->ts_gms;
 struct gru_mm_tracker *asids;
 unsigned short ctxbitmap;

 asids = &gms->ms_asids[gru->gs_gid];
 ctxbitmap = (1 << gts->ts_ctxnum);
 spin_lock(&gms->ms_asid_lock);
 spin_lock(&gru->gs_asid_lock);
 BUG_ON((asids->mt_ctxbitmap & ctxbitmap) != ctxbitmap);
 asids->mt_ctxbitmap ^= ctxbitmap;
 gru_dbg(grudev, "gid %d, gts %p, gms %p, ctxnum %d, asidmap 0x%lx\n",
  gru->gs_gid, gts, gms, gts->ts_ctxnum, gms->ms_asidmap[0]);
 spin_unlock(&gru->gs_asid_lock);
 spin_unlock(&gms->ms_asid_lock);
}

/*
 * Decrement the reference count on a GTS structure. Free the structure
 * if the reference count goes to zero.
 */
void gts_drop(struct gru_thread_state *gts)
{
 if (gts && refcount_dec_and_test(>s->ts_refcnt)) {
  if (gts->ts_gms)
   gru_drop_mmu_notifier(gts->ts_gms);
  kfree(gts);
  STAT(gts_free);
 }
}

/*
 * Locate the GTS structure for the current thread.
 */
static struct gru_thread_state *gru_find_current_gts_nolock(struct gru_vma_data
       *vdata, int tsid)
{
 struct gru_thread_state *gts;

 list_for_each_entry(gts, &vdata->vd_head, ts_next)
     if (gts->ts_tsid == tsid)
  return gts;
 return NULL;
}

/*
 * Allocate a thread state structure.
 */
struct gru_thread_state *gru_alloc_gts(struct vm_area_struct *vma,
  int cbr_au_count, int dsr_au_count,
  unsigned char tlb_preload_count, int options, int tsid)
{
 struct gru_thread_state *gts;
 struct gru_mm_struct *gms;
 int bytes;

 bytes = DSR_BYTES(dsr_au_count) + CBR_BYTES(cbr_au_count);
 bytes += sizeof(struct gru_thread_state);
 gts = kmalloc(bytes, GFP_KERNEL);
 if (!gts)
  return ERR_PTR(-ENOMEM);

 STAT(gts_alloc);
 memset(gts, 0, sizeof(struct gru_thread_state)); /* zero out header */
 refcount_set(>s->ts_refcnt, 1);
 mutex_init(>s->ts_ctxlock);
 gts->ts_cbr_au_count = cbr_au_count;
 gts->ts_dsr_au_count = dsr_au_count;
 gts->ts_tlb_preload_count = tlb_preload_count;
 gts->ts_user_options = options;
 gts->ts_user_blade_id = -1;
 gts->ts_user_chiplet_id = -1;
 gts->ts_tsid = tsid;
 gts->ts_ctxnum = NULLCTX;
 gts->ts_tlb_int_select = -1;
 gts->ts_cch_req_slice = -1;
 gts->ts_sizeavail = GRU_SIZEAVAIL(PAGE_SHIFT);
 if (vma) {
  gts->ts_mm = current->mm;
  gts->ts_vma = vma;
  gms = gru_register_mmu_notifier();
  if (IS_ERR(gms))
   goto err;
  gts->ts_gms = gms;
 }

 gru_dbg(grudev, "alloc gts %p\n", gts);
 return gts;

err:
 gts_drop(gts);
 return ERR_CAST(gms);
}

/*
 * Allocate a vma private data structure.
 */
struct gru_vma_data *gru_alloc_vma_data(struct vm_area_struct *vma, int tsid)
{
 struct gru_vma_data *vdata = NULL;

 vdata = kmalloc(sizeof(*vdata), GFP_KERNEL);
 if (!vdata)
  return NULL;

 STAT(vdata_alloc);
 INIT_LIST_HEAD(&vdata->vd_head);
 spin_lock_init(&vdata->vd_lock);
 gru_dbg(grudev, "alloc vdata %p\n", vdata);
 return vdata;
}

/*
 * Find the thread state structure for the current thread.
 */
struct gru_thread_state *gru_find_thread_state(struct vm_area_struct *vma,
     int tsid)
{
 struct gru_vma_data *vdata = vma->vm_private_data;
 struct gru_thread_state *gts;

 spin_lock(&vdata->vd_lock);
 gts = gru_find_current_gts_nolock(vdata, tsid);
 spin_unlock(&vdata->vd_lock);
 gru_dbg(grudev, "vma %p, gts %p\n", vma, gts);
 return gts;
}

/*
 * Allocate a new thread state for a GSEG. Note that races may allow
 * another thread to race to create a gts.
 */
struct gru_thread_state *gru_alloc_thread_state(struct vm_area_struct *vma,
     int tsid)
{
 struct gru_vma_data *vdata = vma->vm_private_data;
 struct gru_thread_state *gts, *ngts;

 gts = gru_alloc_gts(vma, vdata->vd_cbr_au_count,
       vdata->vd_dsr_au_count,
       vdata->vd_tlb_preload_count,
       vdata->vd_user_options, tsid);
 if (IS_ERR(gts))
  return gts;

 spin_lock(&vdata->vd_lock);
 ngts = gru_find_current_gts_nolock(vdata, tsid);
 if (ngts) {
  gts_drop(gts);
  gts = ngts;
  STAT(gts_double_allocate);
 } else {
  list_add(>s->ts_next, &vdata->vd_head);
 }
 spin_unlock(&vdata->vd_lock);
 gru_dbg(grudev, "vma %p, gts %p\n", vma, gts);
 return gts;
}

/*
 * Free the GRU context assigned to the thread state.
 */
static void gru_free_gru_context(struct gru_thread_state *gts)
{
 struct gru_state *gru;

 gru = gts->ts_gru;
 gru_dbg(grudev, "gts %p, gid %d\n", gts, gru->gs_gid);

 spin_lock(&gru->gs_lock);
 gru->gs_gts[gts->ts_ctxnum] = NULL;
 free_gru_resources(gru, gts);
 BUG_ON(test_bit(gts->ts_ctxnum, &gru->gs_context_map) == 0);
 __clear_bit(gts->ts_ctxnum, &gru->gs_context_map);
 gts->ts_ctxnum = NULLCTX;
 gts->ts_gru = NULL;
 gts->ts_blade = -1;
 spin_unlock(&gru->gs_lock);

 gts_drop(gts);
 STAT(free_context);
}

/*
 * Prefetching cachelines help hardware performance.
 * (Strictly a performance enhancement. Not functionally required).
 */
static void prefetch_data(void *p, int num, int stride)
{
 while (num-- > 0) {
  prefetchw(p);
  p += stride;
 }
}

static inline long gru_copy_handle(void *d, void *s)
{
 memcpy(d, s, GRU_HANDLE_BYTES);
 return GRU_HANDLE_BYTES;
}

static void gru_prefetch_context(void *gseg, void *cb, void *cbe,
    unsigned long cbrmap, unsigned long length)
{
 int i, scr;

 prefetch_data(gseg + GRU_DS_BASE, length / GRU_CACHE_LINE_BYTES,
        GRU_CACHE_LINE_BYTES);

 for_each_cbr_in_allocation_map(i, &cbrmap, scr) {
  prefetch_data(cb, 1, GRU_CACHE_LINE_BYTES);
  prefetch_data(cbe + i * GRU_HANDLE_STRIDE, 1,
         GRU_CACHE_LINE_BYTES);
  cb += GRU_HANDLE_STRIDE;
 }
}

static void gru_load_context_data(void *save, void *grubase, int ctxnum,
      unsigned long cbrmap, unsigned long dsrmap,
      int data_valid)
{
 void *gseg, *cb, *cbe;
 unsigned long length;
 int i, scr;

 gseg = grubase + ctxnum * GRU_GSEG_STRIDE;
 cb = gseg + GRU_CB_BASE;
 cbe = grubase + GRU_CBE_BASE;
 length = hweight64(dsrmap) * GRU_DSR_AU_BYTES;
 gru_prefetch_context(gseg, cb, cbe, cbrmap, length);

 for_each_cbr_in_allocation_map(i, &cbrmap, scr) {
  if (data_valid) {
   save += gru_copy_handle(cb, save);
   save += gru_copy_handle(cbe + i * GRU_HANDLE_STRIDE,
      save);
  } else {
   memset(cb, 0, GRU_CACHE_LINE_BYTES);
   memset(cbe + i * GRU_HANDLE_STRIDE, 0,
      GRU_CACHE_LINE_BYTES);
  }
  /* Flush CBE to hide race in context restart */
  mb();
  gru_flush_cache(cbe + i * GRU_HANDLE_STRIDE);
  cb += GRU_HANDLE_STRIDE;
 }

 if (data_valid)
  memcpy(gseg + GRU_DS_BASE, save, length);
 else
  memset(gseg + GRU_DS_BASE, 0, length);
}

static void gru_unload_context_data(void *save, void *grubase, int ctxnum,
        unsigned long cbrmap, unsigned long dsrmap)
{
 void *gseg, *cb, *cbe;
 unsigned long length;
 int i, scr;

 gseg = grubase + ctxnum * GRU_GSEG_STRIDE;
 cb = gseg + GRU_CB_BASE;
 cbe = grubase + GRU_CBE_BASE;
 length = hweight64(dsrmap) * GRU_DSR_AU_BYTES;

 /* CBEs may not be coherent. Flush them from cache */
 for_each_cbr_in_allocation_map(i, &cbrmap, scr)
  gru_flush_cache(cbe + i * GRU_HANDLE_STRIDE);
 mb();  /* Let the CL flush complete */

 gru_prefetch_context(gseg, cb, cbe, cbrmap, length);

 for_each_cbr_in_allocation_map(i, &cbrmap, scr) {
  save += gru_copy_handle(save, cb);
  save += gru_copy_handle(save, cbe + i * GRU_HANDLE_STRIDE);
  cb += GRU_HANDLE_STRIDE;
 }
 memcpy(save, gseg + GRU_DS_BASE, length);
}

void gru_unload_context(struct gru_thread_state *gts, int savestate)
{
 struct gru_state *gru = gts->ts_gru;
 struct gru_context_configuration_handle *cch;
 int ctxnum = gts->ts_ctxnum;

 if (!is_kernel_context(gts))
  zap_vma_ptes(gts->ts_vma, UGRUADDR(gts), GRU_GSEG_PAGESIZE);
 cch = get_cch(gru->gs_gru_base_vaddr, ctxnum);

 gru_dbg(grudev, "gts %p, cbrmap 0x%lx, dsrmap 0x%lx\n",
  gts, gts->ts_cbr_map, gts->ts_dsr_map);
 lock_cch_handle(cch);
 if (cch_interrupt_sync(cch))
  BUG();

 if (!is_kernel_context(gts))
  gru_unload_mm_tracker(gru, gts);
 if (savestate) {
  gru_unload_context_data(gts->ts_gdata, gru->gs_gru_base_vaddr,
     ctxnum, gts->ts_cbr_map,
     gts->ts_dsr_map);
  gts->ts_data_valid = 1;
 }

 if (cch_deallocate(cch))
  BUG();
 unlock_cch_handle(cch);

 gru_free_gru_context(gts);
}

/*
 * Load a GRU context by copying it from the thread data structure in memory
 * to the GRU.
 */
void gru_load_context(struct gru_thread_state *gts)
{
 struct gru_state *gru = gts->ts_gru;
 struct gru_context_configuration_handle *cch;
 int i, err, asid, ctxnum = gts->ts_ctxnum;

 cch = get_cch(gru->gs_gru_base_vaddr, ctxnum);
 lock_cch_handle(cch);
 cch->tfm_fault_bit_enable =
     (gts->ts_user_options == GRU_OPT_MISS_FMM_POLL
      || gts->ts_user_options == GRU_OPT_MISS_FMM_INTR);
 cch->tlb_int_enable = (gts->ts_user_options == GRU_OPT_MISS_FMM_INTR);
 if (cch->tlb_int_enable) {
  gts->ts_tlb_int_select = gru_cpu_fault_map_id();
  cch->tlb_int_select = gts->ts_tlb_int_select;
 }
 if (gts->ts_cch_req_slice >= 0) {
  cch->req_slice_set_enable = 1;
  cch->req_slice = gts->ts_cch_req_slice;
 } else {
  cch->req_slice_set_enable =0;
 }
 cch->tfm_done_bit_enable = 0;
 cch->dsr_allocation_map = gts->ts_dsr_map;
 cch->cbr_allocation_map = gts->ts_cbr_map;

 if (is_kernel_context(gts)) {
  cch->unmap_enable = 1;
  cch->tfm_done_bit_enable = 1;
  cch->cb_int_enable = 1;
  cch->tlb_int_select = 0; /* For now, ints go to cpu 0 */
 } else {
  cch->unmap_enable = 0;
  cch->tfm_done_bit_enable = 0;
  cch->cb_int_enable = 0;
  asid = gru_load_mm_tracker(gru, gts);
  for (i = 0; i < 8; i++) {
   cch->asid[i] = asid + i;
   cch->sizeavail[i] = gts->ts_sizeavail;
  }
 }

 err = cch_allocate(cch);
 if (err) {
  gru_dbg(grudev,
   "err %d: cch %p, gts %p, cbr 0x%lx, dsr 0x%lx\n",
   err, cch, gts, gts->ts_cbr_map, gts->ts_dsr_map);
  BUG();
 }

 gru_load_context_data(gts->ts_gdata, gru->gs_gru_base_vaddr, ctxnum,
   gts->ts_cbr_map, gts->ts_dsr_map, gts->ts_data_valid);

 if (cch_start(cch))
  BUG();
 unlock_cch_handle(cch);

 gru_dbg(grudev, "gid %d, gts %p, cbrmap 0x%lx, dsrmap 0x%lx, tie %d, tis %d\n",
  gts->ts_gru->gs_gid, gts, gts->ts_cbr_map, gts->ts_dsr_map,
  (gts->ts_user_options == GRU_OPT_MISS_FMM_INTR), gts->ts_tlb_int_select);
}

/*
 * Update fields in an active CCH:
 *  - retarget interrupts on local blade
 *  - update sizeavail mask
 */
int gru_update_cch(struct gru_thread_state *gts)
{
 struct gru_context_configuration_handle *cch;
 struct gru_state *gru = gts->ts_gru;
 int i, ctxnum = gts->ts_ctxnum, ret = 0;

 cch = get_cch(gru->gs_gru_base_vaddr, ctxnum);

 lock_cch_handle(cch);
 if (cch->state == CCHSTATE_ACTIVE) {
  if (gru->gs_gts[gts->ts_ctxnum] != gts)
   goto exit;
  if (cch_interrupt(cch))
   BUG();
  for (i = 0; i < 8; i++)
   cch->sizeavail[i] = gts->ts_sizeavail;
  gts->ts_tlb_int_select = gru_cpu_fault_map_id();
  cch->tlb_int_select = gru_cpu_fault_map_id();
  cch->tfm_fault_bit_enable =
    (gts->ts_user_options == GRU_OPT_MISS_FMM_POLL
      || gts->ts_user_options == GRU_OPT_MISS_FMM_INTR);
  if (cch_start(cch))
   BUG();
  ret = 1;
 }
exit:
 unlock_cch_handle(cch);
 return ret;
}

/*
 * Update CCH tlb interrupt select. Required when all the following is true:
 *  - task's GRU context is loaded into a GRU
 *  - task is using interrupt notification for TLB faults
 *  - task has migrated to a different cpu on the same blade where
 *    it was previously running.
 */
static int gru_retarget_intr(struct gru_thread_state *gts)
{
 if (gts->ts_tlb_int_select < 0
     || gts->ts_tlb_int_select == gru_cpu_fault_map_id())
  return 0;

 gru_dbg(grudev, "retarget from %d to %d\n", gts->ts_tlb_int_select,
  gru_cpu_fault_map_id());
 return gru_update_cch(gts);
}

/*
 * Check if a GRU context is allowed to use a specific chiplet. By default
 * a context is assigned to any blade-local chiplet. However, users can
 * override this.
 *  Returns 1 if assignment allowed, 0 otherwise
 */
static int gru_check_chiplet_assignment(struct gru_state *gru,
     struct gru_thread_state *gts)
{
 int blade_id;
 int chiplet_id;

 blade_id = gts->ts_user_blade_id;
 if (blade_id < 0)
  blade_id = uv_numa_blade_id();

 chiplet_id = gts->ts_user_chiplet_id;
 return gru->gs_blade_id == blade_id &&
  (chiplet_id < 0 || chiplet_id == gru->gs_chiplet_id);
}

/*
 * Unload the gru context if it is not assigned to the correct blade or
 * chiplet. Misassignment can occur if the process migrates to a different
 * blade or if the user changes the selected blade/chiplet.
 */
int gru_check_context_placement(struct gru_thread_state *gts)
{
 struct gru_state *gru;
 int ret = 0;

 /*
 * If the current task is the context owner, verify that the
 * context is correctly placed. This test is skipped for non-owner
 * references. Pthread apps use non-owner references to the CBRs.
 */
 gru = gts->ts_gru;
 /*
 * If gru or gts->ts_tgid_owner isn't initialized properly, return
 * success to indicate that the caller does not need to unload the
 * gru context.The caller is responsible for their inspection and
 * reinitialization if needed.
 */
 if (!gru || gts->ts_tgid_owner != current->tgid)
  return ret;

 if (!gru_check_chiplet_assignment(gru, gts)) {
  STAT(check_context_unload);
  ret = -EINVAL;
 } else if (gru_retarget_intr(gts)) {
  STAT(check_context_retarget_intr);
 }

 return ret;
}


/*
 * Insufficient GRU resources available on the local blade. Steal a context from
 * a process. This is a hack until a _real_ resource scheduler is written....
 */
#define next_ctxnum(n) ((n) <  GRU_NUM_CCH - 2 ? (n) + 1 : 0)
#define next_gru(b, g) (((g) < &(b)->bs_grus[GRU_CHIPLETS_PER_BLADE - 1]) ?  \
     ((g)+1) : &(b)->bs_grus[0])

static int is_gts_stealable(struct gru_thread_state *gts,
  struct gru_blade_state *bs)
{
 if (is_kernel_context(gts))
  return down_write_trylock(&bs->bs_kgts_sema);
 else
  return mutex_trylock(>s->ts_ctxlock);
}

static void gts_stolen(struct gru_thread_state *gts,
  struct gru_blade_state *bs)
{
 if (is_kernel_context(gts)) {
  up_write(&bs->bs_kgts_sema);
  STAT(steal_kernel_context);
 } else {
  mutex_unlock(>s->ts_ctxlock);
  STAT(steal_user_context);
 }
}

void gru_steal_context(struct gru_thread_state *gts)
{
 struct gru_blade_state *blade;
 struct gru_state *gru, *gru0;
 struct gru_thread_state *ngts = NULL;
 int ctxnum, ctxnum0, flag = 0, cbr, dsr;
 int blade_id;

 blade_id = gts->ts_user_blade_id;
 if (blade_id < 0)
  blade_id = uv_numa_blade_id();
 cbr = gts->ts_cbr_au_count;
 dsr = gts->ts_dsr_au_count;

 blade = gru_base[blade_id];
 spin_lock(&blade->bs_lock);

 ctxnum = next_ctxnum(blade->bs_lru_ctxnum);
 gru = blade->bs_lru_gru;
 if (ctxnum == 0)
  gru = next_gru(blade, gru);
 blade->bs_lru_gru = gru;
 blade->bs_lru_ctxnum = ctxnum;
 ctxnum0 = ctxnum;
 gru0 = gru;
 while (1) {
  if (gru_check_chiplet_assignment(gru, gts)) {
   if (check_gru_resources(gru, cbr, dsr, GRU_NUM_CCH))
    break;
   spin_lock(&gru->gs_lock);
   for (; ctxnum < GRU_NUM_CCH; ctxnum++) {
    if (flag && gru == gru0 && ctxnum == ctxnum0)
     break;
    ngts = gru->gs_gts[ctxnum];
    /*
  * We are grabbing locks out of order, so trylock is
  * needed. GTSs are usually not locked, so the odds of
  * success are high. If trylock fails, try to steal a
  * different GSEG.
  */
    if (ngts && is_gts_stealable(ngts, blade))
     break;
    ngts = NULL;
   }
   spin_unlock(&gru->gs_lock);
   if (ngts || (flag && gru == gru0 && ctxnum == ctxnum0))
    break;
  }
  if (flag && gru == gru0)
   break;
  flag = 1;
  ctxnum = 0;
  gru = next_gru(blade, gru);
 }
 spin_unlock(&blade->bs_lock);

 if (ngts) {
  gts->ustats.context_stolen++;
  ngts->ts_steal_jiffies = jiffies;
  gru_unload_context(ngts, is_kernel_context(ngts) ? 0 : 1);
  gts_stolen(ngts, blade);
 } else {
  STAT(steal_context_failed);
 }
 gru_dbg(grudev,
  "stole gid %d, ctxnum %d from gts %p. Need cb %d, ds %d;"
  " avail cb %ld, ds %ld\n",
  gru->gs_gid, ctxnum, ngts, cbr, dsr, hweight64(gru->gs_cbr_map),
  hweight64(gru->gs_dsr_map));
}

/*
 * Assign a gru context.
 */
static int gru_assign_context_number(struct gru_state *gru)
{
 int ctxnum;

 ctxnum = find_first_zero_bit(&gru->gs_context_map, GRU_NUM_CCH);
 __set_bit(ctxnum, &gru->gs_context_map);
 return ctxnum;
}

/*
 * Scan the GRUs on the local blade & assign a GRU context.
 */
struct gru_state *gru_assign_gru_context(struct gru_thread_state *gts)
{
 struct gru_state *gru, *grux;
 int i, max_active_contexts;
 int blade_id = gts->ts_user_blade_id;

 if (blade_id < 0)
  blade_id = uv_numa_blade_id();
again:
 gru = NULL;
 max_active_contexts = GRU_NUM_CCH;
 for_each_gru_on_blade(grux, blade_id, i) {
  if (!gru_check_chiplet_assignment(grux, gts))
   continue;
  if (check_gru_resources(grux, gts->ts_cbr_au_count,
     gts->ts_dsr_au_count,
     max_active_contexts)) {
   gru = grux;
   max_active_contexts = grux->gs_active_contexts;
   if (max_active_contexts == 0)
    break;
  }
 }

 if (gru) {
  spin_lock(&gru->gs_lock);
  if (!check_gru_resources(gru, gts->ts_cbr_au_count,
      gts->ts_dsr_au_count, GRU_NUM_CCH)) {
   spin_unlock(&gru->gs_lock);
   goto again;
  }
  reserve_gru_resources(gru, gts);
  gts->ts_gru = gru;
  gts->ts_blade = gru->gs_blade_id;
  gts->ts_ctxnum = gru_assign_context_number(gru);
  refcount_inc(>s->ts_refcnt);
  gru->gs_gts[gts->ts_ctxnum] = gts;
  spin_unlock(&gru->gs_lock);

  STAT(assign_context);
  gru_dbg(grudev,
   "gseg %p, gts %p, gid %d, ctx %d, cbr %d, dsr %d\n",
   gseg_virtual_address(gts->ts_gru, gts->ts_ctxnum), gts,
   gts->ts_gru->gs_gid, gts->ts_ctxnum,
   gts->ts_cbr_au_count, gts->ts_dsr_au_count);
 } else {
  gru_dbg(grudev, "failed to allocate a GTS %s\n", "");
  STAT(assign_context_failed);
 }

 return gru;
}

/*
 * gru_nopage
 *
 * Map the user's GRU segment
 *
 *  Note: gru segments alway mmaped on GRU_GSEG_PAGESIZE boundaries.
 */
vm_fault_t gru_fault(struct vm_fault *vmf)
{
 struct vm_area_struct *vma = vmf->vma;
 struct gru_thread_state *gts;
 unsigned long paddr, vaddr;
 unsigned long expires;

 vaddr = vmf->address;
 gru_dbg(grudev, "vma %p, vaddr 0x%lx (0x%lx)\n",
  vma, vaddr, GSEG_BASE(vaddr));
 STAT(nopfn);

 /* The following check ensures vaddr is a valid address in the VMA */
 gts = gru_find_thread_state(vma, TSID(vaddr, vma));
 if (!gts)
  return VM_FAULT_SIGBUS;

again:
 mutex_lock(>s->ts_ctxlock);

 if (gru_check_context_placement(gts)) {
  mutex_unlock(>s->ts_ctxlock);
  gru_unload_context(gts, 1);
  return VM_FAULT_NOPAGE;
 }

 if (!gts->ts_gru) {
  STAT(load_user_context);
  if (!gru_assign_gru_context(gts)) {
   mutex_unlock(>s->ts_ctxlock);
   set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
   schedule_timeout(GRU_ASSIGN_DELAY);  /* true hack ZZZ */
   expires = gts->ts_steal_jiffies + GRU_STEAL_DELAY;
   if (time_before(expires, jiffies))
    gru_steal_context(gts);
   goto again;
  }
  gru_load_context(gts);
  paddr = gseg_physical_address(gts->ts_gru, gts->ts_ctxnum);
  remap_pfn_range(vma, vaddr & ~(GRU_GSEG_PAGESIZE - 1),
    paddr >> PAGE_SHIFT, GRU_GSEG_PAGESIZE,
    vma->vm_page_prot);
 }

 mutex_unlock(>s->ts_ctxlock);

 return VM_FAULT_NOPAGE;
}