0eeb8dddd2f51396a85d726a8286f09b68348580
[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         .bus_id = {0},
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 /* rewrite in assembly & use lots of prefetch */
436 static void gru_load_context_data(void *save, void *grubase, int ctxnum,
437                                   unsigned long cbrmap, unsigned long dsrmap)
438 {
439         void *gseg, *cb, *cbe;
440         unsigned long length;
441         int i, scr;
442
443         gseg = grubase + ctxnum * GRU_GSEG_STRIDE;
444         length = hweight64(dsrmap) * GRU_DSR_AU_BYTES;
445         prefetch_data(gseg + GRU_DS_BASE, length / GRU_CACHE_LINE_BYTES,
446                       GRU_CACHE_LINE_BYTES);
447
448         cb = gseg + GRU_CB_BASE;
449         cbe = grubase + GRU_CBE_BASE;
450         for_each_cbr_in_allocation_map(i, &cbrmap, scr) {
451                 prefetch_data(cb, 1, GRU_CACHE_LINE_BYTES);
452                 prefetch_data(cbe + i * GRU_HANDLE_STRIDE, 1,
453                               GRU_CACHE_LINE_BYTES);
454                 cb += GRU_HANDLE_STRIDE;
455         }
456
457         cb = gseg + GRU_CB_BASE;
458         for_each_cbr_in_allocation_map(i, &cbrmap, scr) {
459                 save += gru_copy_handle(cb, save);
460                 save += gru_copy_handle(cbe + i * GRU_HANDLE_STRIDE, save);
461                 cb += GRU_HANDLE_STRIDE;
462         }
463
464         memcpy(gseg + GRU_DS_BASE, save, length);
465 }
466
467 static void gru_unload_context_data(void *save, void *grubase, int ctxnum,
468                                     unsigned long cbrmap, unsigned long dsrmap)
469 {
470         void *gseg, *cb, *cbe;
471         unsigned long length;
472         int i, scr;
473
474         gseg = grubase + ctxnum * GRU_GSEG_STRIDE;
475
476         cb = gseg + GRU_CB_BASE;
477         cbe = grubase + GRU_CBE_BASE;
478         for_each_cbr_in_allocation_map(i, &cbrmap, scr) {
479                 save += gru_copy_handle(save, cb);
480                 save += gru_copy_handle(save, cbe + i * GRU_HANDLE_STRIDE);
481                 cb += GRU_HANDLE_STRIDE;
482         }
483         length = hweight64(dsrmap) * GRU_DSR_AU_BYTES;
484         memcpy(save, gseg + GRU_DS_BASE, length);
485 }
486
487 void gru_unload_context(struct gru_thread_state *gts, int savestate)
488 {
489         struct gru_state *gru = gts->ts_gru;
490         struct gru_context_configuration_handle *cch;
491         int ctxnum = gts->ts_ctxnum;
492
493         zap_vma_ptes(gts->ts_vma, UGRUADDR(gts), GRU_GSEG_PAGESIZE);
494         cch = get_cch(gru->gs_gru_base_vaddr, ctxnum);
495
496         lock_cch_handle(cch);
497         if (cch_interrupt_sync(cch))
498                 BUG();
499         gru_dbg(grudev, "gts %p\n", gts);
500
501         gru_unload_mm_tracker(gru, gts->ts_gms, gts->ts_ctxnum);
502         if (savestate)
503                 gru_unload_context_data(gts->ts_gdata, gru->gs_gru_base_vaddr,
504                                         ctxnum, gts->ts_cbr_map,
505                                         gts->ts_dsr_map);
506
507         if (cch_deallocate(cch))
508                 BUG();
509         gts->ts_force_unload = 0;       /* ts_force_unload locked by CCH lock */
510         unlock_cch_handle(cch);
511
512         gru_free_gru_context(gts);
513         STAT(unload_context);
514 }
515
516 /*
517  * Load a GRU context by copying it from the thread data structure in memory
518  * to the GRU.
519  */
520 static void gru_load_context(struct gru_thread_state *gts)
521 {
522         struct gru_state *gru = gts->ts_gru;
523         struct gru_context_configuration_handle *cch;
524         int err, asid, ctxnum = gts->ts_ctxnum;
525
526         gru_dbg(grudev, "gts %p\n", gts);
527         cch = get_cch(gru->gs_gru_base_vaddr, ctxnum);
528
529         lock_cch_handle(cch);
530         asid = gru_load_mm_tracker(gru, gts->ts_gms, gts->ts_ctxnum);
531         cch->tfm_fault_bit_enable =
532             (gts->ts_user_options == GRU_OPT_MISS_FMM_POLL
533              || gts->ts_user_options == GRU_OPT_MISS_FMM_INTR);
534         cch->tlb_int_enable = (gts->ts_user_options == GRU_OPT_MISS_FMM_INTR);
535         if (cch->tlb_int_enable) {
536                 gts->ts_tlb_int_select = gru_cpu_fault_map_id();
537                 cch->tlb_int_select = gts->ts_tlb_int_select;
538         }
539         cch->tfm_done_bit_enable = 0;
540         err = cch_allocate(cch, asid, gts->ts_cbr_map, gts->ts_dsr_map);
541         if (err) {
542                 gru_dbg(grudev,
543                         "err %d: cch %p, gts %p, cbr 0x%lx, dsr 0x%lx\n",
544                         err, cch, gts, gts->ts_cbr_map, gts->ts_dsr_map);
545                 BUG();
546         }
547
548         gru_load_context_data(gts->ts_gdata, gru->gs_gru_base_vaddr, ctxnum,
549                               gts->ts_cbr_map, gts->ts_dsr_map);
550
551         if (cch_start(cch))
552                 BUG();
553         unlock_cch_handle(cch);
554
555         STAT(load_context);
556 }
557
558 /*
559  * Update fields in an active CCH:
560  *      - retarget interrupts on local blade
561  *      - force a delayed context unload by clearing the CCH asids. This
562  *        forces TLB misses for new GRU instructions. The context is unloaded
563  *        when the next TLB miss occurs.
564  */
565 static int gru_update_cch(struct gru_thread_state *gts, int int_select)
566 {
567         struct gru_context_configuration_handle *cch;
568         struct gru_state *gru = gts->ts_gru;
569         int i, ctxnum = gts->ts_ctxnum, ret = 0;
570
571         cch = get_cch(gru->gs_gru_base_vaddr, ctxnum);
572
573         lock_cch_handle(cch);
574         if (cch->state == CCHSTATE_ACTIVE) {
575                 if (gru->gs_gts[gts->ts_ctxnum] != gts)
576                         goto exit;
577                 if (cch_interrupt(cch))
578                         BUG();
579                 if (int_select >= 0) {
580                         gts->ts_tlb_int_select = int_select;
581                         cch->tlb_int_select = int_select;
582                 } else {
583                         for (i = 0; i < 8; i++)
584                                 cch->asid[i] = 0;
585                         cch->tfm_fault_bit_enable = 0;
586                         cch->tlb_int_enable = 0;
587                         gts->ts_force_unload = 1;
588                 }
589                 if (cch_start(cch))
590                         BUG();
591                 ret = 1;
592         }
593 exit:
594         unlock_cch_handle(cch);
595         return ret;
596 }
597
598 /*
599  * Update CCH tlb interrupt select. Required when all the following is true:
600  *      - task's GRU context is loaded into a GRU
601  *      - task is using interrupt notification for TLB faults
602  *      - task has migrated to a different cpu on the same blade where
603  *        it was previously running.
604  */
605 static int gru_retarget_intr(struct gru_thread_state *gts)
606 {
607         if (gts->ts_tlb_int_select < 0
608             || gts->ts_tlb_int_select == gru_cpu_fault_map_id())
609                 return 0;
610
611         gru_dbg(grudev, "retarget from %d to %d\n", gts->ts_tlb_int_select,
612                 gru_cpu_fault_map_id());
613         return gru_update_cch(gts, gru_cpu_fault_map_id());
614 }
615
616
617 /*
618  * Insufficient GRU resources available on the local blade. Steal a context from
619  * a process. This is a hack until a _real_ resource scheduler is written....
620  */
621 #define next_ctxnum(n)  ((n) <  GRU_NUM_CCH - 2 ? (n) + 1 : 0)
622 #define next_gru(b, g)  (((g) < &(b)->bs_grus[GRU_CHIPLETS_PER_BLADE - 1]) ?  \
623                                  ((g)+1) : &(b)->bs_grus[0])
624
625 static void gru_steal_context(struct gru_thread_state *gts)
626 {
627         struct gru_blade_state *blade;
628         struct gru_state *gru, *gru0;
629         struct gru_thread_state *ngts = NULL;
630         int ctxnum, ctxnum0, flag = 0, cbr, dsr;
631
632         cbr = gts->ts_cbr_au_count;
633         dsr = gts->ts_dsr_au_count;
634
635         preempt_disable();
636         blade = gru_base[uv_numa_blade_id()];
637         spin_lock(&blade->bs_lock);
638
639         ctxnum = next_ctxnum(blade->bs_lru_ctxnum);
640         gru = blade->bs_lru_gru;
641         if (ctxnum == 0)
642                 gru = next_gru(blade, gru);
643         ctxnum0 = ctxnum;
644         gru0 = gru;
645         while (1) {
646                 if (check_gru_resources(gru, cbr, dsr, GRU_NUM_CCH))
647                         break;
648                 spin_lock(&gru->gs_lock);
649                 for (; ctxnum < GRU_NUM_CCH; ctxnum++) {
650                         if (flag && gru == gru0 && ctxnum == ctxnum0)
651                                 break;
652                         ngts = gru->gs_gts[ctxnum];
653                         /*
654                          * We are grabbing locks out of order, so trylock is
655                          * needed. GTSs are usually not locked, so the odds of
656                          * success are high. If trylock fails, try to steal a
657                          * different GSEG.
658                          */
659                         if (ngts && mutex_trylock(&ngts->ts_ctxlock))
660                                 break;
661                         ngts = NULL;
662                         flag = 1;
663                 }
664                 spin_unlock(&gru->gs_lock);
665                 if (ngts || (flag && gru == gru0 && ctxnum == ctxnum0))
666                         break;
667                 ctxnum = 0;
668                 gru = next_gru(blade, gru);
669         }
670         blade->bs_lru_gru = gru;
671         blade->bs_lru_ctxnum = ctxnum;
672         spin_unlock(&blade->bs_lock);
673         preempt_enable();
674
675         if (ngts) {
676                 STAT(steal_context);
677                 ngts->ts_steal_jiffies = jiffies;
678                 gru_unload_context(ngts, 1);
679                 mutex_unlock(&ngts->ts_ctxlock);
680         } else {
681                 STAT(steal_context_failed);
682         }
683         gru_dbg(grudev,
684                 "stole gru %x, ctxnum %d from gts %p. Need cb %d, ds %d;"
685                 " avail cb %ld, ds %ld\n",
686                 gru->gs_gid, ctxnum, ngts, cbr, dsr, hweight64(gru->gs_cbr_map),
687                 hweight64(gru->gs_dsr_map));
688 }
689
690 /*
691  * Scan the GRUs on the local blade & assign a GRU context.
692  */
693 static struct gru_state *gru_assign_gru_context(struct gru_thread_state *gts)
694 {
695         struct gru_state *gru, *grux;
696         int i, max_active_contexts;
697
698         preempt_disable();
699
700 again:
701         gru = NULL;
702         max_active_contexts = GRU_NUM_CCH;
703         for_each_gru_on_blade(grux, uv_numa_blade_id(), i) {
704                 if (check_gru_resources(grux, gts->ts_cbr_au_count,
705                                         gts->ts_dsr_au_count,
706                                         max_active_contexts)) {
707                         gru = grux;
708                         max_active_contexts = grux->gs_active_contexts;
709                         if (max_active_contexts == 0)
710                                 break;
711                 }
712         }
713
714         if (gru) {
715                 spin_lock(&gru->gs_lock);
716                 if (!check_gru_resources(gru, gts->ts_cbr_au_count,
717                                          gts->ts_dsr_au_count, GRU_NUM_CCH)) {
718                         spin_unlock(&gru->gs_lock);
719                         goto again;
720                 }
721                 reserve_gru_resources(gru, gts);
722                 gts->ts_gru = gru;
723                 gts->ts_ctxnum =
724                     find_first_zero_bit(&gru->gs_context_map, GRU_NUM_CCH);
725                 BUG_ON(gts->ts_ctxnum == GRU_NUM_CCH);
726                 atomic_inc(&gts->ts_refcnt);
727                 gru->gs_gts[gts->ts_ctxnum] = gts;
728                 __set_bit(gts->ts_ctxnum, &gru->gs_context_map);
729                 spin_unlock(&gru->gs_lock);
730
731                 STAT(assign_context);
732                 gru_dbg(grudev,
733                         "gseg %p, gts %p, gru %x, ctx %d, cbr %d, dsr %d\n",
734                         gseg_virtual_address(gts->ts_gru, gts->ts_ctxnum), gts,
735                         gts->ts_gru->gs_gid, gts->ts_ctxnum,
736                         gts->ts_cbr_au_count, gts->ts_dsr_au_count);
737         } else {
738                 gru_dbg(grudev, "failed to allocate a GTS %s\n", "");
739                 STAT(assign_context_failed);
740         }
741
742         preempt_enable();
743         return gru;
744 }
745
746 /*
747  * gru_nopage
748  *
749  * Map the user's GRU segment
750  *
751  *      Note: gru segments alway mmaped on GRU_GSEG_PAGESIZE boundaries.
752  */
753 int gru_fault(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf)
754 {
755         struct gru_thread_state *gts;
756         unsigned long paddr, vaddr;
757
758         vaddr = (unsigned long)vmf->virtual_address;
759         gru_dbg(grudev, "vma %p, vaddr 0x%lx (0x%lx)\n",
760                 vma, vaddr, GSEG_BASE(vaddr));
761         STAT(nopfn);
762
763         /* The following check ensures vaddr is a valid address in the VMA */
764         gts = gru_find_thread_state(vma, TSID(vaddr, vma));
765         if (!gts)
766                 return VM_FAULT_SIGBUS;
767
768 again:
769         preempt_disable();
770         mutex_lock(&gts->ts_ctxlock);
771         if (gts->ts_gru) {
772                 if (gts->ts_gru->gs_blade_id != uv_numa_blade_id()) {
773                         STAT(migrated_nopfn_unload);
774                         gru_unload_context(gts, 1);
775                 } else {
776                         if (gru_retarget_intr(gts))
777                                 STAT(migrated_nopfn_retarget);
778                 }
779         }
780
781         if (!gts->ts_gru) {
782                 if (!gru_assign_gru_context(gts)) {
783                         mutex_unlock(&gts->ts_ctxlock);
784                         preempt_enable();
785                         schedule_timeout(GRU_ASSIGN_DELAY);  /* true hack ZZZ */
786                         if (gts->ts_steal_jiffies + GRU_STEAL_DELAY < jiffies)
787                                 gru_steal_context(gts);
788                         goto again;
789                 }
790                 gru_load_context(gts);
791                 paddr = gseg_physical_address(gts->ts_gru, gts->ts_ctxnum);
792                 remap_pfn_range(vma, vaddr & ~(GRU_GSEG_PAGESIZE - 1),
793                                 paddr >> PAGE_SHIFT, GRU_GSEG_PAGESIZE,
794                                 vma->vm_page_prot);
795         }
796
797         mutex_unlock(&gts->ts_ctxlock);
798         preempt_enable();
799
800         return VM_FAULT_NOPAGE;
801 }
802