]> git.karo-electronics.de Git - mv-sheeva.git/blobdiff - include/asm-generic/tlb.h
mm: extended batches for generic mmu_gather
[mv-sheeva.git] / include / asm-generic / tlb.h
index e43f9766259f301b2087e83d70a1e563e568edbd..5a946a08ff9de7f2556e8c82c70a94ef77621c05 100644 (file)
@@ -5,6 +5,8 @@
  * Copyright 2001 Red Hat, Inc.
  * Based on code from mm/memory.c Copyright Linus Torvalds and others.
  *
+ * Copyright 2011 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra <pzijlstr@redhat.com>
+ *
  * This program is free software; you can redistribute it and/or
  * modify it under the terms of the GNU General Public License
  * as published by the Free Software Foundation; either version
 #include <asm/pgalloc.h>
 #include <asm/tlbflush.h>
 
+#ifdef CONFIG_HAVE_RCU_TABLE_FREE
 /*
- * For UP we don't need to worry about TLB flush
- * and page free order so much..
+ * Semi RCU freeing of the page directories.
+ *
+ * This is needed by some architectures to implement software pagetable walkers.
+ *
+ * gup_fast() and other software pagetable walkers do a lockless page-table
+ * walk and therefore needs some synchronization with the freeing of the page
+ * directories. The chosen means to accomplish that is by disabling IRQs over
+ * the walk.
+ *
+ * Architectures that use IPIs to flush TLBs will then automagically DTRT,
+ * since we unlink the page, flush TLBs, free the page. Since the disabling of
+ * IRQs delays the completion of the TLB flush we can never observe an already
+ * freed page.
+ *
+ * Architectures that do not have this (PPC) need to delay the freeing by some
+ * other means, this is that means.
+ *
+ * What we do is batch the freed directory pages (tables) and RCU free them.
+ * We use the sched RCU variant, as that guarantees that IRQ/preempt disabling
+ * holds off grace periods.
+ *
+ * However, in order to batch these pages we need to allocate storage, this
+ * allocation is deep inside the MM code and can thus easily fail on memory
+ * pressure. To guarantee progress we fall back to single table freeing, see
+ * the implementation of tlb_remove_table_one().
+ *
  */
-#ifdef CONFIG_SMP
-  #ifdef ARCH_FREE_PTR_NR
-    #define FREE_PTR_NR   ARCH_FREE_PTR_NR
-  #else
-    #define FREE_PTE_NR        506
-  #endif
-  #define tlb_fast_mode(tlb) ((tlb)->nr == ~0U)
-#else
-  #define FREE_PTE_NR  1
-  #define tlb_fast_mode(tlb) 1
+struct mmu_table_batch {
+       struct rcu_head         rcu;
+       unsigned int            nr;
+       void                    *tables[0];
+};
+
+#define MAX_TABLE_BATCH                \
+       ((PAGE_SIZE - sizeof(struct mmu_table_batch)) / sizeof(void *))
+
+extern void tlb_table_flush(struct mmu_gather *tlb);
+extern void tlb_remove_table(struct mmu_gather *tlb, void *table);
+
 #endif
 
+/*
+ * If we can't allocate a page to make a big batch of page pointers
+ * to work on, then just handle a few from the on-stack structure.
+ */
+#define MMU_GATHER_BUNDLE      8
+
+struct mmu_gather_batch {
+       struct mmu_gather_batch *next;
+       unsigned int            nr;
+       unsigned int            max;
+       struct page             *pages[0];
+};
+
+#define MAX_GATHER_BATCH       \
+       ((PAGE_SIZE - sizeof(struct mmu_gather_batch)) / sizeof(void *))
+
 /* struct mmu_gather is an opaque type used by the mm code for passing around
  * any data needed by arch specific code for tlb_remove_page.
  */
 struct mmu_gather {
        struct mm_struct        *mm;
-       unsigned int            nr;     /* set to ~0U means fast mode */
-       unsigned int            need_flush;/* Really unmapped some ptes? */
-       unsigned int            fullmm; /* non-zero means full mm flush */
-       struct page *           pages[FREE_PTE_NR];
+#ifdef CONFIG_HAVE_RCU_TABLE_FREE
+       struct mmu_table_batch  *batch;
+#endif
+       unsigned int            need_flush : 1, /* Did free PTEs */
+                               fast_mode  : 1; /* No batching   */
+
+       unsigned int            fullmm;
+
+       struct mmu_gather_batch *active;
+       struct mmu_gather_batch local;
+       struct page             *__pages[MMU_GATHER_BUNDLE];
 };
 
-/* Users of the generic TLB shootdown code must declare this storage space. */
-DECLARE_PER_CPU(struct mmu_gather, mmu_gathers);
+/*
+ * For UP we don't need to worry about TLB flush
+ * and page free order so much..
+ */
+#ifdef CONFIG_SMP
+  #define tlb_fast_mode(tlb) (tlb->fast_mode)
+#else
+  #define tlb_fast_mode(tlb) 1
+#endif
+
+static inline int tlb_next_batch(struct mmu_gather *tlb)
+{
+       struct mmu_gather_batch *batch;
+
+       batch = tlb->active;
+       if (batch->next) {
+               tlb->active = batch->next;
+               return 1;
+       }
+
+       batch = (void *)__get_free_pages(GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN, 0);
+       if (!batch)
+               return 0;
+
+       batch->next = NULL;
+       batch->nr   = 0;
+       batch->max  = MAX_GATHER_BATCH;
+
+       tlb->active->next = batch;
+       tlb->active = batch;
+
+       return 1;
+}
 
 /* tlb_gather_mmu
- *     Return a pointer to an initialized struct mmu_gather.
+ *     Called to initialize an (on-stack) mmu_gather structure for page-table
+ *     tear-down from @mm. The @fullmm argument is used when @mm is without
+ *     users and we're going to destroy the full address space (exit/execve).
  */
-static inline struct mmu_gather *
-tlb_gather_mmu(struct mm_struct *mm, unsigned int full_mm_flush)
+static inline void
+tlb_gather_mmu(struct mmu_gather *tlb, struct mm_struct *mm, bool fullmm)
 {
-       struct mmu_gather *tlb = &get_cpu_var(mmu_gathers);
-
        tlb->mm = mm;
 
-       /* Use fast mode if only one CPU is online */
-       tlb->nr = num_online_cpus() > 1 ? 0U : ~0U;
-
-       tlb->fullmm = full_mm_flush;
+       tlb->fullmm     = fullmm;
+       tlb->need_flush = 0;
+       tlb->fast_mode  = (num_possible_cpus() == 1);
+       tlb->local.next = NULL;
+       tlb->local.nr   = 0;
+       tlb->local.max  = ARRAY_SIZE(tlb->__pages);
+       tlb->active     = &tlb->local;
 
-       return tlb;
+#ifdef CONFIG_HAVE_RCU_TABLE_FREE
+       tlb->batch = NULL;
+#endif
 }
 
 static inline void
-tlb_flush_mmu(struct mmu_gather *tlb, unsigned long start, unsigned long end)
+tlb_flush_mmu(struct mmu_gather *tlb)
 {
+       struct mmu_gather_batch *batch;
+
        if (!tlb->need_flush)
                return;
        tlb->need_flush = 0;
        tlb_flush(tlb);
-       if (!tlb_fast_mode(tlb)) {
-               free_pages_and_swap_cache(tlb->pages, tlb->nr);
-               tlb->nr = 0;
+#ifdef CONFIG_HAVE_RCU_TABLE_FREE
+       tlb_table_flush(tlb);
+#endif
+
+       if (tlb_fast_mode(tlb))
+               return;
+
+       for (batch = &tlb->local; batch; batch = batch->next) {
+               free_pages_and_swap_cache(batch->pages, batch->nr);
+               batch->nr = 0;
        }
+       tlb->active = &tlb->local;
 }
 
 /* tlb_finish_mmu
@@ -85,29 +183,56 @@ tlb_flush_mmu(struct mmu_gather *tlb, unsigned long start, unsigned long end)
 static inline void
 tlb_finish_mmu(struct mmu_gather *tlb, unsigned long start, unsigned long end)
 {
-       tlb_flush_mmu(tlb, start, end);
+       struct mmu_gather_batch *batch, *next;
+
+       tlb_flush_mmu(tlb);
 
        /* keep the page table cache within bounds */
        check_pgt_cache();
 
-       put_cpu_var(mmu_gathers);
+       for (batch = tlb->local.next; batch; batch = next) {
+               next = batch->next;
+               free_pages((unsigned long)batch, 0);
+       }
+       tlb->local.next = NULL;
 }
 
-/* tlb_remove_page
+/* __tlb_remove_page
  *     Must perform the equivalent to __free_pte(pte_get_and_clear(ptep)), while
  *     handling the additional races in SMP caused by other CPUs caching valid
- *     mappings in their TLBs.
+ *     mappings in their TLBs. Returns the number of free page slots left.
+ *     When out of page slots we must call tlb_flush_mmu().
  */
-static inline void tlb_remove_page(struct mmu_gather *tlb, struct page *page)
+static inline int __tlb_remove_page(struct mmu_gather *tlb, struct page *page)
 {
+       struct mmu_gather_batch *batch;
+
        tlb->need_flush = 1;
+
        if (tlb_fast_mode(tlb)) {
                free_page_and_swap_cache(page);
-               return;
+               return 1; /* avoid calling tlb_flush_mmu() */
        }
-       tlb->pages[tlb->nr++] = page;
-       if (tlb->nr >= FREE_PTE_NR)
-               tlb_flush_mmu(tlb, 0, 0);
+
+       batch = tlb->active;
+       batch->pages[batch->nr++] = page;
+       VM_BUG_ON(batch->nr > batch->max);
+       if (batch->nr == batch->max) {
+               if (!tlb_next_batch(tlb))
+                       return 0;
+       }
+
+       return batch->max - batch->nr;
+}
+
+/* tlb_remove_page
+ *     Similar to __tlb_remove_page but will call tlb_flush_mmu() itself when
+ *     required.
+ */
+static inline void tlb_remove_page(struct mmu_gather *tlb, struct page *page)
+{
+       if (!__tlb_remove_page(tlb, page))
+               tlb_flush_mmu(tlb);
 }
 
 /**