sgi-gru: support multiple pagesizes in GRU
[linux-2.6.git] / 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, "gid %d\n", gru->gs_gid);
80         STAT(asid_wrap);
81         gru->gs_asid_gen++;
82         return MIN_ASID;
83 }
84
85 /* Find the next chunk of unused asids */
86 static int gru_reset_asid_limit(struct gru_state *gru, int asid)
87 {
88         int i, gid, inuse_asid, limit;
89
90         gru_dbg(grudev, "gid %d, asid 0x%x\n", gru->gs_gid, asid);
91         STAT(asid_next);
92         limit = MAX_ASID;
93         if (asid >= limit)
94                 asid = gru_wrap_asid(gru);
95         gru_flush_all_tlb(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, "gid %d, gts %p, gms %p, inuse 0x%x, cxt %d\n",
103                         gru->gs_gid, gru->gs_gts[i], gru->gs_gts[i]->ts_gms,
104                         inuse_asid, i);
105                 if (inuse_asid == asid) {
106                         asid += ASID_INC;
107                         if (asid >= limit) {
108                                 /*
109                                  * empty range: reset the range limit and
110                                  * start over
111                                  */
112                                 limit = MAX_ASID;
113                                 if (asid >= MAX_ASID)
114                                         asid = gru_wrap_asid(gru);
115                                 goto again;
116                         }
117                 }
118
119                 if ((inuse_asid > asid) && (inuse_asid < limit))
120                         limit = inuse_asid;
121         }
122         gru->gs_asid_limit = limit;
123         gru->gs_asid = asid;
124         gru_dbg(grudev, "gid %d, new asid 0x%x, new_limit 0x%x\n", gru->gs_gid,
125                                         asid, limit);
126         return asid;
127 }
128
129 /* Assign a new ASID to a thread context.  */
130 static int gru_assign_asid(struct gru_state *gru)
131 {
132         int asid;
133
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
139         gru_dbg(grudev, "gid %d, asid 0x%x\n", gru->gs_gid, asid);
140         return asid;
141 }
142
143 /*
144  * Clear n bits in a word. Return a word indicating the bits that were cleared.
145  * Optionally, build an array of chars that contain the bit numbers allocated.
146  */
147 static unsigned long reserve_resources(unsigned long *p, int n, int mmax,
148                                        char *idx)
149 {
150         unsigned long bits = 0;
151         int i;
152
153         do {
154                 i = find_first_bit(p, mmax);
155                 if (i == mmax)
156                         BUG();
157                 __clear_bit(i, p);
158                 __set_bit(i, &bits);
159                 if (idx)
160                         *idx++ = i;
161         } while (--n);
162         return bits;
163 }
164
165 unsigned long gru_reserve_cb_resources(struct gru_state *gru, int cbr_au_count,
166                                        char *cbmap)
167 {
168         return reserve_resources(&gru->gs_cbr_map, cbr_au_count, GRU_CBR_AU,
169                                  cbmap);
170 }
171
172 unsigned long gru_reserve_ds_resources(struct gru_state *gru, int dsr_au_count,
173                                        char *dsmap)
174 {
175         return reserve_resources(&gru->gs_dsr_map, dsr_au_count, GRU_DSR_AU,
176                                  dsmap);
177 }
178
179 static void reserve_gru_resources(struct gru_state *gru,
180                                   struct gru_thread_state *gts)
181 {
182         gru->gs_active_contexts++;
183         gts->ts_cbr_map =
184             gru_reserve_cb_resources(gru, gts->ts_cbr_au_count,
185                                      gts->ts_cbr_idx);
186         gts->ts_dsr_map =
187             gru_reserve_ds_resources(gru, gts->ts_dsr_au_count, NULL);
188 }
189
190 static void free_gru_resources(struct gru_state *gru,
191                                struct gru_thread_state *gts)
192 {
193         gru->gs_active_contexts--;
194         gru->gs_cbr_map |= gts->ts_cbr_map;
195         gru->gs_dsr_map |= gts->ts_dsr_map;
196 }
197
198 /*
199  * Check if a GRU has sufficient free resources to satisfy an allocation
200  * request. Note: GRU locks may or may not be held when this is called. If
201  * not held, recheck after acquiring the appropriate locks.
202  *
203  * Returns 1 if sufficient resources, 0 if not
204  */
205 static int check_gru_resources(struct gru_state *gru, int cbr_au_count,
206                                int dsr_au_count, int max_active_contexts)
207 {
208         return hweight64(gru->gs_cbr_map) >= cbr_au_count
209                 && hweight64(gru->gs_dsr_map) >= dsr_au_count
210                 && gru->gs_active_contexts < max_active_contexts;
211 }
212
213 /*
214  * TLB manangment requires tracking all GRU chiplets that have loaded a GSEG
215  * context.
216  */
217 static int gru_load_mm_tracker(struct gru_state *gru,
218                                         struct gru_thread_state *gts)
219 {
220         struct gru_mm_struct *gms = gts->ts_gms;
221         struct gru_mm_tracker *asids = &gms->ms_asids[gru->gs_gid];
222         unsigned short ctxbitmap = (1 << gts->ts_ctxnum);
223         int asid;
224
225         spin_lock(&gms->ms_asid_lock);
226         asid = asids->mt_asid;
227
228         spin_lock(&gru->gs_asid_lock);
229         if (asid == 0 || (asids->mt_ctxbitmap == 0 && asids->mt_asid_gen !=
230                           gru->gs_asid_gen)) {
231                 asid = gru_assign_asid(gru);
232                 asids->mt_asid = asid;
233                 asids->mt_asid_gen = gru->gs_asid_gen;
234                 STAT(asid_new);
235         } else {
236                 STAT(asid_reuse);
237         }
238         spin_unlock(&gru->gs_asid_lock);
239
240         BUG_ON(asids->mt_ctxbitmap & ctxbitmap);
241         asids->mt_ctxbitmap |= ctxbitmap;
242         if (!test_bit(gru->gs_gid, gms->ms_asidmap))
243                 __set_bit(gru->gs_gid, gms->ms_asidmap);
244         spin_unlock(&gms->ms_asid_lock);
245
246         gru_dbg(grudev,
247                 "gid %d, gts %p, gms %p, ctxnum %d, asid 0x%x, asidmap 0x%lx\n",
248                 gru->gs_gid, gts, gms, gts->ts_ctxnum, asid,
249                 gms->ms_asidmap[0]);
250         return asid;
251 }
252
253 static void gru_unload_mm_tracker(struct gru_state *gru,
254                                         struct gru_thread_state *gts)
255 {
256         struct gru_mm_struct *gms = gts->ts_gms;
257         struct gru_mm_tracker *asids;
258         unsigned short ctxbitmap;
259
260         asids = &gms->ms_asids[gru->gs_gid];
261         ctxbitmap = (1 << gts->ts_ctxnum);
262         spin_lock(&gms->ms_asid_lock);
263         spin_lock(&gru->gs_asid_lock);
264         BUG_ON((asids->mt_ctxbitmap & ctxbitmap) != ctxbitmap);
265         asids->mt_ctxbitmap ^= ctxbitmap;
266         gru_dbg(grudev, "gid %d, gts %p, gms %p, ctxnum 0x%d, asidmap 0x%lx\n",
267                 gru->gs_gid, gts, gms, gts->ts_ctxnum, gms->ms_asidmap[0]);
268         spin_unlock(&gru->gs_asid_lock);
269         spin_unlock(&gms->ms_asid_lock);
270 }
271
272 /*
273  * Decrement the reference count on a GTS structure. Free the structure
274  * if the reference count goes to zero.
275  */
276 void gts_drop(struct gru_thread_state *gts)
277 {
278         if (gts && atomic_dec_return(&gts->ts_refcnt) == 0) {
279                 gru_drop_mmu_notifier(gts->ts_gms);
280                 kfree(gts);
281                 STAT(gts_free);
282         }
283 }
284
285 /*
286  * Locate the GTS structure for the current thread.
287  */
288 static struct gru_thread_state *gru_find_current_gts_nolock(struct gru_vma_data
289                             *vdata, int tsid)
290 {
291         struct gru_thread_state *gts;
292
293         list_for_each_entry(gts, &vdata->vd_head, ts_next)
294             if (gts->ts_tsid == tsid)
295                 return gts;
296         return NULL;
297 }
298
299 /*
300  * Allocate a thread state structure.
301  */
302 static struct gru_thread_state *gru_alloc_gts(struct vm_area_struct *vma,
303                                               struct gru_vma_data *vdata,
304                                               int tsid)
305 {
306         struct gru_thread_state *gts;
307         int bytes;
308
309         bytes = DSR_BYTES(vdata->vd_dsr_au_count) +
310                                 CBR_BYTES(vdata->vd_cbr_au_count);
311         bytes += sizeof(struct gru_thread_state);
312         gts = kzalloc(bytes, GFP_KERNEL);
313         if (!gts)
314                 return NULL;
315
316         STAT(gts_alloc);
317         atomic_set(&gts->ts_refcnt, 1);
318         mutex_init(&gts->ts_ctxlock);
319         gts->ts_cbr_au_count = vdata->vd_cbr_au_count;
320         gts->ts_dsr_au_count = vdata->vd_dsr_au_count;
321         gts->ts_user_options = vdata->vd_user_options;
322         gts->ts_tsid = tsid;
323         gts->ts_user_options = vdata->vd_user_options;
324         gts->ts_ctxnum = NULLCTX;
325         gts->ts_mm = current->mm;
326         gts->ts_vma = vma;
327         gts->ts_tlb_int_select = -1;
328         gts->ts_gms = gru_register_mmu_notifier();
329         gts->ts_sizeavail = GRU_SIZEAVAIL(PAGE_SHIFT);
330         if (!gts->ts_gms)
331                 goto err;
332
333         gru_dbg(grudev, "alloc vdata %p, new gts %p\n", vdata, gts);
334         return gts;
335
336 err:
337         gts_drop(gts);
338         return NULL;
339 }
340
341 /*
342  * Allocate a vma private data structure.
343  */
344 struct gru_vma_data *gru_alloc_vma_data(struct vm_area_struct *vma, int tsid)
345 {
346         struct gru_vma_data *vdata = NULL;
347
348         vdata = kmalloc(sizeof(*vdata), GFP_KERNEL);
349         if (!vdata)
350                 return NULL;
351
352         INIT_LIST_HEAD(&vdata->vd_head);
353         spin_lock_init(&vdata->vd_lock);
354         gru_dbg(grudev, "alloc vdata %p\n", vdata);
355         return vdata;
356 }
357
358 /*
359  * Find the thread state structure for the current thread.
360  */
361 struct gru_thread_state *gru_find_thread_state(struct vm_area_struct *vma,
362                                         int tsid)
363 {
364         struct gru_vma_data *vdata = vma->vm_private_data;
365         struct gru_thread_state *gts;
366
367         spin_lock(&vdata->vd_lock);
368         gts = gru_find_current_gts_nolock(vdata, tsid);
369         spin_unlock(&vdata->vd_lock);
370         gru_dbg(grudev, "vma %p, gts %p\n", vma, gts);
371         return gts;
372 }
373
374 /*
375  * Allocate a new thread state for a GSEG. Note that races may allow
376  * another thread to race to create a gts.
377  */
378 struct gru_thread_state *gru_alloc_thread_state(struct vm_area_struct *vma,
379                                         int tsid)
380 {
381         struct gru_vma_data *vdata = vma->vm_private_data;
382         struct gru_thread_state *gts, *ngts;
383
384         gts = gru_alloc_gts(vma, vdata, tsid);
385         if (!gts)
386                 return NULL;
387
388         spin_lock(&vdata->vd_lock);
389         ngts = gru_find_current_gts_nolock(vdata, tsid);
390         if (ngts) {
391                 gts_drop(gts);
392                 gts = ngts;
393                 STAT(gts_double_allocate);
394         } else {
395                 list_add(&gts->ts_next, &vdata->vd_head);
396         }
397         spin_unlock(&vdata->vd_lock);
398         gru_dbg(grudev, "vma %p, gts %p\n", vma, gts);
399         return gts;
400 }
401
402 /*
403  * Free the GRU context assigned to the thread state.
404  */
405 static void gru_free_gru_context(struct gru_thread_state *gts)
406 {
407         struct gru_state *gru;
408
409         gru = gts->ts_gru;
410         gru_dbg(grudev, "gts %p, gid %d\n", gts, gru->gs_gid);
411
412         spin_lock(&gru->gs_lock);
413         gru->gs_gts[gts->ts_ctxnum] = NULL;
414         free_gru_resources(gru, gts);
415         BUG_ON(test_bit(gts->ts_ctxnum, &gru->gs_context_map) == 0);
416         __clear_bit(gts->ts_ctxnum, &gru->gs_context_map);
417         gts->ts_ctxnum = NULLCTX;
418         gts->ts_gru = NULL;
419         gts->ts_blade = -1;
420         spin_unlock(&gru->gs_lock);
421
422         gts_drop(gts);
423         STAT(free_context);
424 }
425
426 /*
427  * Prefetching cachelines help hardware performance.
428  * (Strictly a performance enhancement. Not functionally required).
429  */
430 static void prefetch_data(void *p, int num, int stride)
431 {
432         while (num-- > 0) {
433                 prefetchw(p);
434                 p += stride;
435         }
436 }
437
438 static inline long gru_copy_handle(void *d, void *s)
439 {
440         memcpy(d, s, GRU_HANDLE_BYTES);
441         return GRU_HANDLE_BYTES;
442 }
443
444 static void gru_prefetch_context(void *gseg, void *cb, void *cbe,
445                                 unsigned long cbrmap, unsigned long length)
446 {
447         int i, scr;
448
449         prefetch_data(gseg + GRU_DS_BASE, length / GRU_CACHE_LINE_BYTES,
450                       GRU_CACHE_LINE_BYTES);
451
452         for_each_cbr_in_allocation_map(i, &cbrmap, scr) {
453                 prefetch_data(cb, 1, GRU_CACHE_LINE_BYTES);
454                 prefetch_data(cbe + i * GRU_HANDLE_STRIDE, 1,
455                               GRU_CACHE_LINE_BYTES);
456                 cb += GRU_HANDLE_STRIDE;
457         }
458 }
459
460 static void gru_load_context_data(void *save, void *grubase, int ctxnum,
461                                   unsigned long cbrmap, unsigned long dsrmap)
462 {
463         void *gseg, *cb, *cbe;
464         unsigned long length;
465         int i, scr;
466
467         gseg = grubase + ctxnum * GRU_GSEG_STRIDE;
468         cb = gseg + GRU_CB_BASE;
469         cbe = grubase + GRU_CBE_BASE;
470         length = hweight64(dsrmap) * GRU_DSR_AU_BYTES;
471         gru_prefetch_context(gseg, cb, cbe, cbrmap, length);
472
473         for_each_cbr_in_allocation_map(i, &cbrmap, scr) {
474                 save += gru_copy_handle(cb, save);
475                 save += gru_copy_handle(cbe + i * GRU_HANDLE_STRIDE, save);
476                 cb += GRU_HANDLE_STRIDE;
477         }
478
479         memcpy(gseg + GRU_DS_BASE, save, length);
480 }
481
482 static void gru_unload_context_data(void *save, void *grubase, int ctxnum,
483                                     unsigned long cbrmap, unsigned long dsrmap)
484 {
485         void *gseg, *cb, *cbe;
486         unsigned long length;
487         int i, scr;
488
489         gseg = grubase + ctxnum * GRU_GSEG_STRIDE;
490         cb = gseg + GRU_CB_BASE;
491         cbe = grubase + GRU_CBE_BASE;
492         length = hweight64(dsrmap) * GRU_DSR_AU_BYTES;
493         gru_prefetch_context(gseg, cb, cbe, cbrmap, length);
494
495         for_each_cbr_in_allocation_map(i, &cbrmap, scr) {
496                 save += gru_copy_handle(save, cb);
497                 save += gru_copy_handle(save, cbe + i * GRU_HANDLE_STRIDE);
498                 cb += GRU_HANDLE_STRIDE;
499         }
500         memcpy(save, gseg + GRU_DS_BASE, length);
501 }
502
503 void gru_unload_context(struct gru_thread_state *gts, int savestate)
504 {
505         struct gru_state *gru = gts->ts_gru;
506         struct gru_context_configuration_handle *cch;
507         int ctxnum = gts->ts_ctxnum;
508
509         zap_vma_ptes(gts->ts_vma, UGRUADDR(gts), GRU_GSEG_PAGESIZE);
510         cch = get_cch(gru->gs_gru_base_vaddr, ctxnum);
511
512         gru_dbg(grudev, "gts %p\n", gts);
513         lock_cch_handle(cch);
514         if (cch_interrupt_sync(cch))
515                 BUG();
516
517         gru_unload_mm_tracker(gru, gts);
518         if (savestate)
519                 gru_unload_context_data(gts->ts_gdata, gru->gs_gru_base_vaddr,
520                                         ctxnum, gts->ts_cbr_map,
521                                         gts->ts_dsr_map);
522
523         if (cch_deallocate(cch))
524                 BUG();
525         gts->ts_force_unload = 0;       /* ts_force_unload locked by CCH lock */
526         unlock_cch_handle(cch);
527
528         gru_free_gru_context(gts);
529         STAT(unload_context);
530 }
531
532 /*
533  * Load a GRU context by copying it from the thread data structure in memory
534  * to the GRU.
535  */
536 static void gru_load_context(struct gru_thread_state *gts)
537 {
538         struct gru_state *gru = gts->ts_gru;
539         struct gru_context_configuration_handle *cch;
540         int err, asid, ctxnum = gts->ts_ctxnum;
541
542         gru_dbg(grudev, "gts %p\n", gts);
543         cch = get_cch(gru->gs_gru_base_vaddr, ctxnum);
544
545         lock_cch_handle(cch);
546         asid = gru_load_mm_tracker(gru, gts);
547         cch->tfm_fault_bit_enable =
548             (gts->ts_user_options == GRU_OPT_MISS_FMM_POLL
549              || gts->ts_user_options == GRU_OPT_MISS_FMM_INTR);
550         cch->tlb_int_enable = (gts->ts_user_options == GRU_OPT_MISS_FMM_INTR);
551         if (cch->tlb_int_enable) {
552                 gts->ts_tlb_int_select = gru_cpu_fault_map_id();
553                 cch->tlb_int_select = gts->ts_tlb_int_select;
554         }
555         cch->tfm_done_bit_enable = 0;
556         err = cch_allocate(cch, asid, gts->ts_sizeavail, gts->ts_cbr_map,
557                                 gts->ts_dsr_map);
558         if (err) {
559                 gru_dbg(grudev,
560                         "err %d: cch %p, gts %p, cbr 0x%lx, dsr 0x%lx\n",
561                         err, cch, gts, gts->ts_cbr_map, gts->ts_dsr_map);
562                 BUG();
563         }
564
565         gru_load_context_data(gts->ts_gdata, gru->gs_gru_base_vaddr, ctxnum,
566                               gts->ts_cbr_map, gts->ts_dsr_map);
567
568         if (cch_start(cch))
569                 BUG();
570         unlock_cch_handle(cch);
571
572         STAT(load_context);
573 }
574
575 /*
576  * Update fields in an active CCH:
577  *      - retarget interrupts on local blade
578  *      - update sizeavail mask
579  *      - force a delayed context unload by clearing the CCH asids. This
580  *        forces TLB misses for new GRU instructions. The context is unloaded
581  *        when the next TLB miss occurs.
582  */
583 int gru_update_cch(struct gru_thread_state *gts, int force_unload)
584 {
585         struct gru_context_configuration_handle *cch;
586         struct gru_state *gru = gts->ts_gru;
587         int i, ctxnum = gts->ts_ctxnum, ret = 0;
588
589         cch = get_cch(gru->gs_gru_base_vaddr, ctxnum);
590
591         lock_cch_handle(cch);
592         if (cch->state == CCHSTATE_ACTIVE) {
593                 if (gru->gs_gts[gts->ts_ctxnum] != gts)
594                         goto exit;
595                 if (cch_interrupt(cch))
596                         BUG();
597                 if (!force_unload) {
598                         for (i = 0; i < 8; i++)
599                                 cch->sizeavail[i] = gts->ts_sizeavail;
600                         gts->ts_tlb_int_select = gru_cpu_fault_map_id();
601                         cch->tlb_int_select = gru_cpu_fault_map_id();
602                 } else {
603                         for (i = 0; i < 8; i++)
604                                 cch->asid[i] = 0;
605                         cch->tfm_fault_bit_enable = 0;
606                         cch->tlb_int_enable = 0;
607                         gts->ts_force_unload = 1;
608                 }
609                 if (cch_start(cch))
610                         BUG();
611                 ret = 1;
612         }
613 exit:
614         unlock_cch_handle(cch);
615         return ret;
616 }
617
618 /*
619  * Update CCH tlb interrupt select. Required when all the following is true:
620  *      - task's GRU context is loaded into a GRU
621  *      - task is using interrupt notification for TLB faults
622  *      - task has migrated to a different cpu on the same blade where
623  *        it was previously running.
624  */
625 static int gru_retarget_intr(struct gru_thread_state *gts)
626 {
627         if (gts->ts_tlb_int_select < 0
628             || gts->ts_tlb_int_select == gru_cpu_fault_map_id())
629                 return 0;
630
631         gru_dbg(grudev, "retarget from %d to %d\n", gts->ts_tlb_int_select,
632                 gru_cpu_fault_map_id());
633         return gru_update_cch(gts, 0);
634 }
635
636
637 /*
638  * Insufficient GRU resources available on the local blade. Steal a context from
639  * a process. This is a hack until a _real_ resource scheduler is written....
640  */
641 #define next_ctxnum(n)  ((n) <  GRU_NUM_CCH - 2 ? (n) + 1 : 0)
642 #define next_gru(b, g)  (((g) < &(b)->bs_grus[GRU_CHIPLETS_PER_BLADE - 1]) ?  \
643                                  ((g)+1) : &(b)->bs_grus[0])
644
645 static void gru_steal_context(struct gru_thread_state *gts)
646 {
647         struct gru_blade_state *blade;
648         struct gru_state *gru, *gru0;
649         struct gru_thread_state *ngts = NULL;
650         int ctxnum, ctxnum0, flag = 0, cbr, dsr;
651
652         cbr = gts->ts_cbr_au_count;
653         dsr = gts->ts_dsr_au_count;
654
655         preempt_disable();
656         blade = gru_base[uv_numa_blade_id()];
657         spin_lock(&blade->bs_lock);
658
659         ctxnum = next_ctxnum(blade->bs_lru_ctxnum);
660         gru = blade->bs_lru_gru;
661         if (ctxnum == 0)
662                 gru = next_gru(blade, gru);
663         ctxnum0 = ctxnum;
664         gru0 = gru;
665         while (1) {
666                 if (check_gru_resources(gru, cbr, dsr, GRU_NUM_CCH))
667                         break;
668                 spin_lock(&gru->gs_lock);
669                 for (; ctxnum < GRU_NUM_CCH; ctxnum++) {
670                         if (flag && gru == gru0 && ctxnum == ctxnum0)
671                                 break;
672                         ngts = gru->gs_gts[ctxnum];
673                         /*
674                          * We are grabbing locks out of order, so trylock is
675                          * needed. GTSs are usually not locked, so the odds of
676                          * success are high. If trylock fails, try to steal a
677                          * different GSEG.
678                          */
679                         if (ngts && mutex_trylock(&ngts->ts_ctxlock))
680                                 break;
681                         ngts = NULL;
682                         flag = 1;
683                 }
684                 spin_unlock(&gru->gs_lock);
685                 if (ngts || (flag && gru == gru0 && ctxnum == ctxnum0))
686                         break;
687                 ctxnum = 0;
688                 gru = next_gru(blade, gru);
689         }
690         blade->bs_lru_gru = gru;
691         blade->bs_lru_ctxnum = ctxnum;
692         spin_unlock(&blade->bs_lock);
693         preempt_enable();
694
695         if (ngts) {
696                 STAT(steal_context);
697                 ngts->ts_steal_jiffies = jiffies;
698                 gru_unload_context(ngts, 1);
699                 mutex_unlock(&ngts->ts_ctxlock);
700         } else {
701                 STAT(steal_context_failed);
702         }
703         gru_dbg(grudev,
704                 "stole gid %d, ctxnum %d from gts %p. Need cb %d, ds %d;"
705                 " avail cb %ld, ds %ld\n",
706                 gru->gs_gid, ctxnum, ngts, cbr, dsr, hweight64(gru->gs_cbr_map),
707                 hweight64(gru->gs_dsr_map));
708 }
709
710 /*
711  * Scan the GRUs on the local blade & assign a GRU context.
712  */
713 static struct gru_state *gru_assign_gru_context(struct gru_thread_state *gts)
714 {
715         struct gru_state *gru, *grux;
716         int i, max_active_contexts;
717
718         preempt_disable();
719
720 again:
721         gru = NULL;
722         max_active_contexts = GRU_NUM_CCH;
723         for_each_gru_on_blade(grux, uv_numa_blade_id(), i) {
724                 if (check_gru_resources(grux, gts->ts_cbr_au_count,
725                                         gts->ts_dsr_au_count,
726                                         max_active_contexts)) {
727                         gru = grux;
728                         max_active_contexts = grux->gs_active_contexts;
729                         if (max_active_contexts == 0)
730                                 break;
731                 }
732         }
733
734         if (gru) {
735                 spin_lock(&gru->gs_lock);
736                 if (!check_gru_resources(gru, gts->ts_cbr_au_count,
737                                          gts->ts_dsr_au_count, GRU_NUM_CCH)) {
738                         spin_unlock(&gru->gs_lock);
739                         goto again;
740                 }
741                 reserve_gru_resources(gru, gts);
742                 gts->ts_gru = gru;
743                 gts->ts_blade = gru->gs_blade_id;
744                 gts->ts_ctxnum =
745                     find_first_zero_bit(&gru->gs_context_map, GRU_NUM_CCH);
746                 BUG_ON(gts->ts_ctxnum == GRU_NUM_CCH);
747                 atomic_inc(&gts->ts_refcnt);
748                 gru->gs_gts[gts->ts_ctxnum] = gts;
749                 __set_bit(gts->ts_ctxnum, &gru->gs_context_map);
750                 spin_unlock(&gru->gs_lock);
751
752                 STAT(assign_context);
753                 gru_dbg(grudev,
754                         "gseg %p, gts %p, gid %d, ctx %d, cbr %d, dsr %d\n",
755                         gseg_virtual_address(gts->ts_gru, gts->ts_ctxnum), gts,
756                         gts->ts_gru->gs_gid, gts->ts_ctxnum,
757                         gts->ts_cbr_au_count, gts->ts_dsr_au_count);
758         } else {
759                 gru_dbg(grudev, "failed to allocate a GTS %s\n", "");
760                 STAT(assign_context_failed);
761         }
762
763         preempt_enable();
764         return gru;
765 }
766
767 /*
768  * gru_nopage
769  *
770  * Map the user's GRU segment
771  *
772  *      Note: gru segments alway mmaped on GRU_GSEG_PAGESIZE boundaries.
773  */
774 int gru_fault(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf)
775 {
776         struct gru_thread_state *gts;
777         unsigned long paddr, vaddr;
778
779         vaddr = (unsigned long)vmf->virtual_address;
780         gru_dbg(grudev, "vma %p, vaddr 0x%lx (0x%lx)\n",
781                 vma, vaddr, GSEG_BASE(vaddr));
782         STAT(nopfn);
783
784         /* The following check ensures vaddr is a valid address in the VMA */
785         gts = gru_find_thread_state(vma, TSID(vaddr, vma));
786         if (!gts)
787                 return VM_FAULT_SIGBUS;
788
789 again:
790         mutex_lock(&gts->ts_ctxlock);
791         preempt_disable();
792         if (gts->ts_gru) {
793                 if (gts->ts_gru->gs_blade_id != uv_numa_blade_id()) {
794                         STAT(migrated_nopfn_unload);
795                         gru_unload_context(gts, 1);
796                 } else {
797                         if (gru_retarget_intr(gts))
798                                 STAT(migrated_nopfn_retarget);
799                 }
800         }
801
802         if (!gts->ts_gru) {
803                 if (!gru_assign_gru_context(gts)) {
804                         mutex_unlock(&gts->ts_ctxlock);
805                         preempt_enable();
806                         schedule_timeout(GRU_ASSIGN_DELAY);  /* true hack ZZZ */
807                         if (gts->ts_steal_jiffies + GRU_STEAL_DELAY < jiffies)
808                                 gru_steal_context(gts);
809                         goto again;
810                 }
811                 gru_load_context(gts);
812                 paddr = gseg_physical_address(gts->ts_gru, gts->ts_ctxnum);
813                 remap_pfn_range(vma, vaddr & ~(GRU_GSEG_PAGESIZE - 1),
814                                 paddr >> PAGE_SHIFT, GRU_GSEG_PAGESIZE,
815                                 vma->vm_page_prot);
816         }
817
818         mutex_unlock(&gts->ts_ctxlock);
819         preempt_enable();
820
821         return VM_FAULT_NOPAGE;
822 }
823