[PATCH] Add the vgetcpu vsyscall
[linux-2.6.git] / arch / x86_64 / kernel / vsyscall.c
1 /*
2  *  linux/arch/x86_64/kernel/vsyscall.c
3  *
4  *  Copyright (C) 2001 Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
5  *  Copyright 2003 Andi Kleen, SuSE Labs.
6  *
7  *  Thanks to hpa@transmeta.com for some useful hint.
8  *  Special thanks to Ingo Molnar for his early experience with
9  *  a different vsyscall implementation for Linux/IA32 and for the name.
10  *
11  *  vsyscall 1 is located at -10Mbyte, vsyscall 2 is located
12  *  at virtual address -10Mbyte+1024bytes etc... There are at max 4
13  *  vsyscalls. One vsyscall can reserve more than 1 slot to avoid
14  *  jumping out of line if necessary. We cannot add more with this
15  *  mechanism because older kernels won't return -ENOSYS.
16  *  If we want more than four we need a vDSO.
17  *
18  *  Note: the concept clashes with user mode linux. If you use UML and
19  *  want per guest time just set the kernel.vsyscall64 sysctl to 0.
20  */
21
22 #include <linux/time.h>
23 #include <linux/init.h>
24 #include <linux/kernel.h>
25 #include <linux/timer.h>
26 #include <linux/seqlock.h>
27 #include <linux/jiffies.h>
28 #include <linux/sysctl.h>
29 #include <linux/getcpu.h>
30
31 #include <asm/vsyscall.h>
32 #include <asm/pgtable.h>
33 #include <asm/page.h>
34 #include <asm/fixmap.h>
35 #include <asm/errno.h>
36 #include <asm/io.h>
37 #include <asm/segment.h>
38 #include <asm/desc.h>
39 #include <asm/topology.h>
40
41 #define __vsyscall(nr) __attribute__ ((unused,__section__(".vsyscall_" #nr)))
42
43 int __sysctl_vsyscall __section_sysctl_vsyscall = 1;
44 seqlock_t __xtime_lock __section_xtime_lock = SEQLOCK_UNLOCKED;
45 int __vgetcpu_mode __section_vgetcpu_mode;
46
47 #include <asm/unistd.h>
48
49 static __always_inline void timeval_normalize(struct timeval * tv)
50 {
51         time_t __sec;
52
53         __sec = tv->tv_usec / 1000000;
54         if (__sec) {
55                 tv->tv_usec %= 1000000;
56                 tv->tv_sec += __sec;
57         }
58 }
59
60 static __always_inline void do_vgettimeofday(struct timeval * tv)
61 {
62         long sequence, t;
63         unsigned long sec, usec;
64
65         do {
66                 sequence = read_seqbegin(&__xtime_lock);
67                 
68                 sec = __xtime.tv_sec;
69                 usec = (__xtime.tv_nsec / 1000) +
70                         (__jiffies - __wall_jiffies) * (1000000 / HZ);
71
72                 if (__vxtime.mode != VXTIME_HPET) {
73                         t = get_cycles_sync();
74                         if (t < __vxtime.last_tsc)
75                                 t = __vxtime.last_tsc;
76                         usec += ((t - __vxtime.last_tsc) *
77                                  __vxtime.tsc_quot) >> 32;
78                         /* See comment in x86_64 do_gettimeofday. */
79                 } else {
80                         usec += ((readl((void *)fix_to_virt(VSYSCALL_HPET) + 0xf0) -
81                                   __vxtime.last) * __vxtime.quot) >> 32;
82                 }
83         } while (read_seqretry(&__xtime_lock, sequence));
84
85         tv->tv_sec = sec + usec / 1000000;
86         tv->tv_usec = usec % 1000000;
87 }
88
89 /* RED-PEN may want to readd seq locking, but then the variable should be write-once. */
90 static __always_inline void do_get_tz(struct timezone * tz)
91 {
92         *tz = __sys_tz;
93 }
94
95 static __always_inline int gettimeofday(struct timeval *tv, struct timezone *tz)
96 {
97         int ret;
98         asm volatile("vsysc2: syscall"
99                 : "=a" (ret)
100                 : "0" (__NR_gettimeofday),"D" (tv),"S" (tz) : __syscall_clobber );
101         return ret;
102 }
103
104 static __always_inline long time_syscall(long *t)
105 {
106         long secs;
107         asm volatile("vsysc1: syscall"
108                 : "=a" (secs)
109                 : "0" (__NR_time),"D" (t) : __syscall_clobber);
110         return secs;
111 }
112
113 int __vsyscall(0) vgettimeofday(struct timeval * tv, struct timezone * tz)
114 {
115         if (!__sysctl_vsyscall)
116                 return gettimeofday(tv,tz);
117         if (tv)
118                 do_vgettimeofday(tv);
119         if (tz)
120                 do_get_tz(tz);
121         return 0;
122 }
123
124 /* This will break when the xtime seconds get inaccurate, but that is
125  * unlikely */
126 time_t __vsyscall(1) vtime(time_t *t)
127 {
128         if (!__sysctl_vsyscall)
129                 return time_syscall(t);
130         else if (t)
131                 *t = __xtime.tv_sec;            
132         return __xtime.tv_sec;
133 }
134
135 /* Fast way to get current CPU and node.
136    This helps to do per node and per CPU caches in user space.
137    The result is not guaranteed without CPU affinity, but usually
138    works out because the scheduler tries to keep a thread on the same
139    CPU.
140
141    tcache must point to a two element sized long array.
142    All arguments can be NULL. */
143 long __vsyscall(2)
144 vgetcpu(unsigned *cpu, unsigned *node, struct getcpu_cache *tcache)
145 {
146         unsigned int dummy, p;
147         unsigned long j = 0;
148
149         /* Fast cache - only recompute value once per jiffies and avoid
150            relatively costly rdtscp/cpuid otherwise.
151            This works because the scheduler usually keeps the process
152            on the same CPU and this syscall doesn't guarantee its
153            results anyways.
154            We do this here because otherwise user space would do it on
155            its own in a likely inferior way (no access to jiffies).
156            If you don't like it pass NULL. */
157         if (tcache && tcache->t0 == (j = __jiffies)) {
158                 p = tcache->t1;
159         } else if (__vgetcpu_mode == VGETCPU_RDTSCP) {
160                 /* Load per CPU data from RDTSCP */
161                 rdtscp(dummy, dummy, p);
162         } else {
163                 /* Load per CPU data from GDT */
164                 asm("lsl %1,%0" : "=r" (p) : "r" (__PER_CPU_SEG));
165         }
166         if (tcache) {
167                 tcache->t0 = j;
168                 tcache->t1 = p;
169         }
170         if (cpu)
171                 *cpu = p & 0xfff;
172         if (node)
173                 *node = p >> 12;
174         return 0;
175 }
176
177 long __vsyscall(3) venosys_1(void)
178 {
179         return -ENOSYS;
180 }
181
182 #ifdef CONFIG_SYSCTL
183
184 #define SYSCALL 0x050f
185 #define NOP2    0x9090
186
187 /*
188  * NOP out syscall in vsyscall page when not needed.
189  */
190 static int vsyscall_sysctl_change(ctl_table *ctl, int write, struct file * filp,
191                         void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
192 {
193         extern u16 vsysc1, vsysc2;
194         u16 *map1, *map2;
195         int ret = proc_dointvec(ctl, write, filp, buffer, lenp, ppos);
196         if (!write)
197                 return ret;
198         /* gcc has some trouble with __va(__pa()), so just do it this
199            way. */
200         map1 = ioremap(__pa_symbol(&vsysc1), 2);
201         if (!map1)
202                 return -ENOMEM;
203         map2 = ioremap(__pa_symbol(&vsysc2), 2);
204         if (!map2) {
205                 ret = -ENOMEM;
206                 goto out;
207         }
208         if (!sysctl_vsyscall) {
209                 *map1 = SYSCALL;
210                 *map2 = SYSCALL;
211         } else {
212                 *map1 = NOP2;
213                 *map2 = NOP2;
214         }
215         iounmap(map2);
216 out:
217         iounmap(map1);
218         return ret;
219 }
220
221 static int vsyscall_sysctl_nostrat(ctl_table *t, int __user *name, int nlen,
222                                 void __user *oldval, size_t __user *oldlenp,
223                                 void __user *newval, size_t newlen,
224                                 void **context)
225 {
226         return -ENOSYS;
227 }
228
229 static ctl_table kernel_table2[] = {
230         { .ctl_name = 99, .procname = "vsyscall64",
231           .data = &sysctl_vsyscall, .maxlen = sizeof(int), .mode = 0644,
232           .strategy = vsyscall_sysctl_nostrat,
233           .proc_handler = vsyscall_sysctl_change },
234         { 0, }
235 };
236
237 static ctl_table kernel_root_table2[] = {
238         { .ctl_name = CTL_KERN, .procname = "kernel", .mode = 0555,
239           .child = kernel_table2 },
240         { 0 },
241 };
242
243 #endif
244
245 static void __cpuinit write_rdtscp_cb(void *info)
246 {
247         write_rdtscp_aux((unsigned long)info);
248 }
249
250 void __cpuinit vsyscall_set_cpu(int cpu)
251 {
252         unsigned long *d;
253         unsigned long node = 0;
254 #ifdef CONFIG_NUMA
255         node = cpu_to_node[cpu];
256 #endif
257         if (cpu_has(&cpu_data[cpu], X86_FEATURE_RDTSCP)) {
258                 void *info = (void *)((node << 12) | cpu);
259                 /* Can happen on preemptive kernel */
260                 if (get_cpu() == cpu)
261                         write_rdtscp_cb(info);
262 #ifdef CONFIG_SMP
263                 else {
264                         /* the notifier is unfortunately not executed on the
265                            target CPU */
266                         smp_call_function_single(cpu,write_rdtscp_cb,info,0,1);
267                 }
268 #endif
269                 put_cpu();
270         }
271
272         /* Store cpu number in limit so that it can be loaded quickly
273            in user space in vgetcpu.
274            12 bits for the CPU and 8 bits for the node. */
275         d = (unsigned long *)(cpu_gdt(cpu) + GDT_ENTRY_PER_CPU);
276         *d = 0x0f40000000000ULL;
277         *d |= cpu;
278         *d |= (node & 0xf) << 12;
279         *d |= (node >> 4) << 48;
280 }
281
282 static void __init map_vsyscall(void)
283 {
284         extern char __vsyscall_0;
285         unsigned long physaddr_page0 = __pa_symbol(&__vsyscall_0);
286
287         __set_fixmap(VSYSCALL_FIRST_PAGE, physaddr_page0, PAGE_KERNEL_VSYSCALL);
288 }
289
290 static int __init vsyscall_init(void)
291 {
292         BUG_ON(((unsigned long) &vgettimeofday !=
293                         VSYSCALL_ADDR(__NR_vgettimeofday)));
294         BUG_ON((unsigned long) &vtime != VSYSCALL_ADDR(__NR_vtime));
295         BUG_ON((VSYSCALL_ADDR(0) != __fix_to_virt(VSYSCALL_FIRST_PAGE)));
296         BUG_ON((unsigned long) &vgetcpu != VSYSCALL_ADDR(__NR_vgetcpu));
297         map_vsyscall();
298 #ifdef CONFIG_SYSCTL
299         register_sysctl_table(kernel_root_table2, 0);
300 #endif
301         return 0;
302 }
303
304 __initcall(vsyscall_init);