Merge master.kernel.org:/pub/scm/linux/kernel/git/davej/agpgart
[linux-drm-fsl-dcu.git] / arch / powerpc / platforms / cell / spu_base.c
1 /*
2  * Low-level SPU handling
3  *
4  * (C) Copyright IBM Deutschland Entwicklung GmbH 2005
5  *
6  * Author: Arnd Bergmann <arndb@de.ibm.com>
7  *
8  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
9  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
10  * the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
11  * any later version.
12  *
13  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
16  * GNU General Public License for more details.
17  *
18  * You should have received a copy of the GNU General Public License
19  * along with this program; if not, write to the Free Software
20  * Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
21  */
22
23 #undef DEBUG
24
25 #include <linux/interrupt.h>
26 #include <linux/list.h>
27 #include <linux/module.h>
28 #include <linux/ptrace.h>
29 #include <linux/slab.h>
30 #include <linux/wait.h>
31 #include <linux/mm.h>
32 #include <linux/io.h>
33 #include <linux/mutex.h>
34 #include <asm/spu.h>
35 #include <asm/spu_priv1.h>
36 #include <asm/xmon.h>
37
38 const struct spu_management_ops *spu_management_ops;
39 const struct spu_priv1_ops *spu_priv1_ops;
40
41 EXPORT_SYMBOL_GPL(spu_priv1_ops);
42
43 static int __spu_trap_invalid_dma(struct spu *spu)
44 {
45         pr_debug("%s\n", __FUNCTION__);
46         spu->dma_callback(spu, SPE_EVENT_INVALID_DMA);
47         return 0;
48 }
49
50 static int __spu_trap_dma_align(struct spu *spu)
51 {
52         pr_debug("%s\n", __FUNCTION__);
53         spu->dma_callback(spu, SPE_EVENT_DMA_ALIGNMENT);
54         return 0;
55 }
56
57 static int __spu_trap_error(struct spu *spu)
58 {
59         pr_debug("%s\n", __FUNCTION__);
60         spu->dma_callback(spu, SPE_EVENT_SPE_ERROR);
61         return 0;
62 }
63
64 static void spu_restart_dma(struct spu *spu)
65 {
66         struct spu_priv2 __iomem *priv2 = spu->priv2;
67
68         if (!test_bit(SPU_CONTEXT_SWITCH_PENDING, &spu->flags))
69                 out_be64(&priv2->mfc_control_RW, MFC_CNTL_RESTART_DMA_COMMAND);
70 }
71
72 static int __spu_trap_data_seg(struct spu *spu, unsigned long ea)
73 {
74         struct spu_priv2 __iomem *priv2 = spu->priv2;
75         struct mm_struct *mm = spu->mm;
76         u64 esid, vsid, llp;
77
78         pr_debug("%s\n", __FUNCTION__);
79
80         if (test_bit(SPU_CONTEXT_SWITCH_ACTIVE, &spu->flags)) {
81                 /* SLBs are pre-loaded for context switch, so
82                  * we should never get here!
83                  */
84                 printk("%s: invalid access during switch!\n", __func__);
85                 return 1;
86         }
87         esid = (ea & ESID_MASK) | SLB_ESID_V;
88
89         switch(REGION_ID(ea)) {
90         case USER_REGION_ID:
91 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
92                 if (in_hugepage_area(mm->context, ea))
93                         llp = mmu_psize_defs[mmu_huge_psize].sllp;
94                 else
95 #endif
96                         llp = mmu_psize_defs[mmu_virtual_psize].sllp;
97                 vsid = (get_vsid(mm->context.id, ea) << SLB_VSID_SHIFT) |
98                                 SLB_VSID_USER | llp;
99                 break;
100         case VMALLOC_REGION_ID:
101                 llp = mmu_psize_defs[mmu_virtual_psize].sllp;
102                 vsid = (get_kernel_vsid(ea) << SLB_VSID_SHIFT) |
103                         SLB_VSID_KERNEL | llp;
104                 break;
105         case KERNEL_REGION_ID:
106                 llp = mmu_psize_defs[mmu_linear_psize].sllp;
107                 vsid = (get_kernel_vsid(ea) << SLB_VSID_SHIFT) |
108                         SLB_VSID_KERNEL | llp;
109                 break;
110         default:
111                 /* Future: support kernel segments so that drivers
112                  * can use SPUs.
113                  */
114                 pr_debug("invalid region access at %016lx\n", ea);
115                 return 1;
116         }
117
118         out_be64(&priv2->slb_index_W, spu->slb_replace);
119         out_be64(&priv2->slb_vsid_RW, vsid);
120         out_be64(&priv2->slb_esid_RW, esid);
121
122         spu->slb_replace++;
123         if (spu->slb_replace >= 8)
124                 spu->slb_replace = 0;
125
126         spu_restart_dma(spu);
127
128         return 0;
129 }
130
131 extern int hash_page(unsigned long ea, unsigned long access, unsigned long trap); //XXX
132 static int __spu_trap_data_map(struct spu *spu, unsigned long ea, u64 dsisr)
133 {
134         pr_debug("%s, %lx, %lx\n", __FUNCTION__, dsisr, ea);
135
136         /* Handle kernel space hash faults immediately.
137            User hash faults need to be deferred to process context. */
138         if ((dsisr & MFC_DSISR_PTE_NOT_FOUND)
139             && REGION_ID(ea) != USER_REGION_ID
140             && hash_page(ea, _PAGE_PRESENT, 0x300) == 0) {
141                 spu_restart_dma(spu);
142                 return 0;
143         }
144
145         if (test_bit(SPU_CONTEXT_SWITCH_ACTIVE, &spu->flags)) {
146                 printk("%s: invalid access during switch!\n", __func__);
147                 return 1;
148         }
149
150         spu->dar = ea;
151         spu->dsisr = dsisr;
152         mb();
153         spu->stop_callback(spu);
154         return 0;
155 }
156
157 static irqreturn_t
158 spu_irq_class_0(int irq, void *data)
159 {
160         struct spu *spu;
161
162         spu = data;
163         spu->class_0_pending = 1;
164         spu->stop_callback(spu);
165
166         return IRQ_HANDLED;
167 }
168
169 int
170 spu_irq_class_0_bottom(struct spu *spu)
171 {
172         unsigned long stat, mask;
173         unsigned long flags;
174
175         spu->class_0_pending = 0;
176
177         spin_lock_irqsave(&spu->register_lock, flags);
178         mask = spu_int_mask_get(spu, 0);
179         stat = spu_int_stat_get(spu, 0);
180
181         stat &= mask;
182
183         if (stat & 1) /* invalid DMA alignment */
184                 __spu_trap_dma_align(spu);
185
186         if (stat & 2) /* invalid MFC DMA */
187                 __spu_trap_invalid_dma(spu);
188
189         if (stat & 4) /* error on SPU */
190                 __spu_trap_error(spu);
191
192         spu_int_stat_clear(spu, 0, stat);
193         spin_unlock_irqrestore(&spu->register_lock, flags);
194
195         return (stat & 0x7) ? -EIO : 0;
196 }
197 EXPORT_SYMBOL_GPL(spu_irq_class_0_bottom);
198
199 static irqreturn_t
200 spu_irq_class_1(int irq, void *data)
201 {
202         struct spu *spu;
203         unsigned long stat, mask, dar, dsisr;
204
205         spu = data;
206
207         /* atomically read & clear class1 status. */
208         spin_lock(&spu->register_lock);
209         mask  = spu_int_mask_get(spu, 1);
210         stat  = spu_int_stat_get(spu, 1) & mask;
211         dar   = spu_mfc_dar_get(spu);
212         dsisr = spu_mfc_dsisr_get(spu);
213         if (stat & 2) /* mapping fault */
214                 spu_mfc_dsisr_set(spu, 0ul);
215         spu_int_stat_clear(spu, 1, stat);
216         spin_unlock(&spu->register_lock);
217         pr_debug("%s: %lx %lx %lx %lx\n", __FUNCTION__, mask, stat,
218                         dar, dsisr);
219
220         if (stat & 1) /* segment fault */
221                 __spu_trap_data_seg(spu, dar);
222
223         if (stat & 2) { /* mapping fault */
224                 __spu_trap_data_map(spu, dar, dsisr);
225         }
226
227         if (stat & 4) /* ls compare & suspend on get */
228                 ;
229
230         if (stat & 8) /* ls compare & suspend on put */
231                 ;
232
233         return stat ? IRQ_HANDLED : IRQ_NONE;
234 }
235 EXPORT_SYMBOL_GPL(spu_irq_class_1_bottom);
236
237 static irqreturn_t
238 spu_irq_class_2(int irq, void *data)
239 {
240         struct spu *spu;
241         unsigned long stat;
242         unsigned long mask;
243
244         spu = data;
245         spin_lock(&spu->register_lock);
246         stat = spu_int_stat_get(spu, 2);
247         mask = spu_int_mask_get(spu, 2);
248         /* ignore interrupts we're not waiting for */
249         stat &= mask;
250         /*
251          * mailbox interrupts (0x1 and 0x10) are level triggered.
252          * mask them now before acknowledging.
253          */
254         if (stat & 0x11)
255                 spu_int_mask_and(spu, 2, ~(stat & 0x11));
256         /* acknowledge all interrupts before the callbacks */
257         spu_int_stat_clear(spu, 2, stat);
258         spin_unlock(&spu->register_lock);
259
260         pr_debug("class 2 interrupt %d, %lx, %lx\n", irq, stat, mask);
261
262         if (stat & 1)  /* PPC core mailbox */
263                 spu->ibox_callback(spu);
264
265         if (stat & 2) /* SPU stop-and-signal */
266                 spu->stop_callback(spu);
267
268         if (stat & 4) /* SPU halted */
269                 spu->stop_callback(spu);
270
271         if (stat & 8) /* DMA tag group complete */
272                 spu->mfc_callback(spu);
273
274         if (stat & 0x10) /* SPU mailbox threshold */
275                 spu->wbox_callback(spu);
276
277         return stat ? IRQ_HANDLED : IRQ_NONE;
278 }
279
280 static int spu_request_irqs(struct spu *spu)
281 {
282         int ret = 0;
283
284         if (spu->irqs[0] != NO_IRQ) {
285                 snprintf(spu->irq_c0, sizeof (spu->irq_c0), "spe%02d.0",
286                          spu->number);
287                 ret = request_irq(spu->irqs[0], spu_irq_class_0,
288                                   IRQF_DISABLED,
289                                   spu->irq_c0, spu);
290                 if (ret)
291                         goto bail0;
292         }
293         if (spu->irqs[1] != NO_IRQ) {
294                 snprintf(spu->irq_c1, sizeof (spu->irq_c1), "spe%02d.1",
295                          spu->number);
296                 ret = request_irq(spu->irqs[1], spu_irq_class_1,
297                                   IRQF_DISABLED,
298                                   spu->irq_c1, spu);
299                 if (ret)
300                         goto bail1;
301         }
302         if (spu->irqs[2] != NO_IRQ) {
303                 snprintf(spu->irq_c2, sizeof (spu->irq_c2), "spe%02d.2",
304                          spu->number);
305                 ret = request_irq(spu->irqs[2], spu_irq_class_2,
306                                   IRQF_DISABLED,
307                                   spu->irq_c2, spu);
308                 if (ret)
309                         goto bail2;
310         }
311         return 0;
312
313 bail2:
314         if (spu->irqs[1] != NO_IRQ)
315                 free_irq(spu->irqs[1], spu);
316 bail1:
317         if (spu->irqs[0] != NO_IRQ)
318                 free_irq(spu->irqs[0], spu);
319 bail0:
320         return ret;
321 }
322
323 static void spu_free_irqs(struct spu *spu)
324 {
325         if (spu->irqs[0] != NO_IRQ)
326                 free_irq(spu->irqs[0], spu);
327         if (spu->irqs[1] != NO_IRQ)
328                 free_irq(spu->irqs[1], spu);
329         if (spu->irqs[2] != NO_IRQ)
330                 free_irq(spu->irqs[2], spu);
331 }
332
333 static struct list_head spu_list[MAX_NUMNODES];
334 static LIST_HEAD(spu_full_list);
335 static DEFINE_MUTEX(spu_mutex);
336
337 static void spu_init_channels(struct spu *spu)
338 {
339         static const struct {
340                  unsigned channel;
341                  unsigned count;
342         } zero_list[] = {
343                 { 0x00, 1, }, { 0x01, 1, }, { 0x03, 1, }, { 0x04, 1, },
344                 { 0x18, 1, }, { 0x19, 1, }, { 0x1b, 1, }, { 0x1d, 1, },
345         }, count_list[] = {
346                 { 0x00, 0, }, { 0x03, 0, }, { 0x04, 0, }, { 0x15, 16, },
347                 { 0x17, 1, }, { 0x18, 0, }, { 0x19, 0, }, { 0x1b, 0, },
348                 { 0x1c, 1, }, { 0x1d, 0, }, { 0x1e, 1, },
349         };
350         struct spu_priv2 __iomem *priv2;
351         int i;
352
353         priv2 = spu->priv2;
354
355         /* initialize all channel data to zero */
356         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(zero_list); i++) {
357                 int count;
358
359                 out_be64(&priv2->spu_chnlcntptr_RW, zero_list[i].channel);
360                 for (count = 0; count < zero_list[i].count; count++)
361                         out_be64(&priv2->spu_chnldata_RW, 0);
362         }
363
364         /* initialize channel counts to meaningful values */
365         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(count_list); i++) {
366                 out_be64(&priv2->spu_chnlcntptr_RW, count_list[i].channel);
367                 out_be64(&priv2->spu_chnlcnt_RW, count_list[i].count);
368         }
369 }
370
371 struct spu *spu_alloc_node(int node)
372 {
373         struct spu *spu = NULL;
374
375         mutex_lock(&spu_mutex);
376         if (!list_empty(&spu_list[node])) {
377                 spu = list_entry(spu_list[node].next, struct spu, list);
378                 list_del_init(&spu->list);
379                 pr_debug("Got SPU %d %d\n", spu->number, spu->node);
380                 spu_init_channels(spu);
381         }
382         mutex_unlock(&spu_mutex);
383
384         return spu;
385 }
386 EXPORT_SYMBOL_GPL(spu_alloc_node);
387
388 struct spu *spu_alloc(void)
389 {
390         struct spu *spu = NULL;
391         int node;
392
393         for (node = 0; node < MAX_NUMNODES; node++) {
394                 spu = spu_alloc_node(node);
395                 if (spu)
396                         break;
397         }
398
399         return spu;
400 }
401
402 void spu_free(struct spu *spu)
403 {
404         mutex_lock(&spu_mutex);
405         list_add_tail(&spu->list, &spu_list[spu->node]);
406         mutex_unlock(&spu_mutex);
407 }
408 EXPORT_SYMBOL_GPL(spu_free);
409
410 static int spu_handle_mm_fault(struct spu *spu)
411 {
412         struct mm_struct *mm = spu->mm;
413         struct vm_area_struct *vma;
414         u64 ea, dsisr, is_write;
415         int ret;
416
417         ea = spu->dar;
418         dsisr = spu->dsisr;
419 #if 0
420         if (!IS_VALID_EA(ea)) {
421                 return -EFAULT;
422         }
423 #endif /* XXX */
424         if (mm == NULL) {
425                 return -EFAULT;
426         }
427         if (mm->pgd == NULL) {
428                 return -EFAULT;
429         }
430
431         down_read(&mm->mmap_sem);
432         vma = find_vma(mm, ea);
433         if (!vma)
434                 goto bad_area;
435         if (vma->vm_start <= ea)
436                 goto good_area;
437         if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
438                 goto bad_area;
439 #if 0
440         if (expand_stack(vma, ea))
441                 goto bad_area;
442 #endif /* XXX */
443 good_area:
444         is_write = dsisr & MFC_DSISR_ACCESS_PUT;
445         if (is_write) {
446                 if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE))
447                         goto bad_area;
448         } else {
449                 if (dsisr & MFC_DSISR_ACCESS_DENIED)
450                         goto bad_area;
451                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC)))
452                         goto bad_area;
453         }
454         ret = 0;
455         switch (handle_mm_fault(mm, vma, ea, is_write)) {
456         case VM_FAULT_MINOR:
457                 current->min_flt++;
458                 break;
459         case VM_FAULT_MAJOR:
460                 current->maj_flt++;
461                 break;
462         case VM_FAULT_SIGBUS:
463                 ret = -EFAULT;
464                 goto bad_area;
465         case VM_FAULT_OOM:
466                 ret = -ENOMEM;
467                 goto bad_area;
468         default:
469                 BUG();
470         }
471         up_read(&mm->mmap_sem);
472         return ret;
473
474 bad_area:
475         up_read(&mm->mmap_sem);
476         return -EFAULT;
477 }
478
479 int spu_irq_class_1_bottom(struct spu *spu)
480 {
481         u64 ea, dsisr, access, error = 0UL;
482         int ret = 0;
483
484         ea = spu->dar;
485         dsisr = spu->dsisr;
486         if (dsisr & (MFC_DSISR_PTE_NOT_FOUND | MFC_DSISR_ACCESS_DENIED)) {
487                 u64 flags;
488
489                 access = (_PAGE_PRESENT | _PAGE_USER);
490                 access |= (dsisr & MFC_DSISR_ACCESS_PUT) ? _PAGE_RW : 0UL;
491                 local_irq_save(flags);
492                 if (hash_page(ea, access, 0x300) != 0)
493                         error |= CLASS1_ENABLE_STORAGE_FAULT_INTR;
494                 local_irq_restore(flags);
495         }
496         if (error & CLASS1_ENABLE_STORAGE_FAULT_INTR) {
497                 if ((ret = spu_handle_mm_fault(spu)) != 0)
498                         error |= CLASS1_ENABLE_STORAGE_FAULT_INTR;
499                 else
500                         error &= ~CLASS1_ENABLE_STORAGE_FAULT_INTR;
501         }
502         spu->dar = 0UL;
503         spu->dsisr = 0UL;
504         if (!error) {
505                 spu_restart_dma(spu);
506         } else {
507                 spu->dma_callback(spu, SPE_EVENT_SPE_DATA_STORAGE);
508         }
509         return ret;
510 }
511
512 struct sysdev_class spu_sysdev_class = {
513         set_kset_name("spu")
514 };
515
516 int spu_add_sysdev_attr(struct sysdev_attribute *attr)
517 {
518         struct spu *spu;
519         mutex_lock(&spu_mutex);
520
521         list_for_each_entry(spu, &spu_full_list, full_list)
522                 sysdev_create_file(&spu->sysdev, attr);
523
524         mutex_unlock(&spu_mutex);
525         return 0;
526 }
527 EXPORT_SYMBOL_GPL(spu_add_sysdev_attr);
528
529 int spu_add_sysdev_attr_group(struct attribute_group *attrs)
530 {
531         struct spu *spu;
532         mutex_lock(&spu_mutex);
533
534         list_for_each_entry(spu, &spu_full_list, full_list)
535                 sysfs_create_group(&spu->sysdev.kobj, attrs);
536
537         mutex_unlock(&spu_mutex);
538         return 0;
539 }
540 EXPORT_SYMBOL_GPL(spu_add_sysdev_attr_group);
541
542
543 void spu_remove_sysdev_attr(struct sysdev_attribute *attr)
544 {
545         struct spu *spu;
546         mutex_lock(&spu_mutex);
547
548         list_for_each_entry(spu, &spu_full_list, full_list)
549                 sysdev_remove_file(&spu->sysdev, attr);
550
551         mutex_unlock(&spu_mutex);
552 }
553 EXPORT_SYMBOL_GPL(spu_remove_sysdev_attr);
554
555 void spu_remove_sysdev_attr_group(struct attribute_group *attrs)
556 {
557         struct spu *spu;
558         mutex_lock(&spu_mutex);
559
560         list_for_each_entry(spu, &spu_full_list, full_list)
561                 sysfs_remove_group(&spu->sysdev.kobj, attrs);
562
563         mutex_unlock(&spu_mutex);
564 }
565 EXPORT_SYMBOL_GPL(spu_remove_sysdev_attr_group);
566
567 static int spu_create_sysdev(struct spu *spu)
568 {
569         int ret;
570
571         spu->sysdev.id = spu->number;
572         spu->sysdev.cls = &spu_sysdev_class;
573         ret = sysdev_register(&spu->sysdev);
574         if (ret) {
575                 printk(KERN_ERR "Can't register SPU %d with sysfs\n",
576                                 spu->number);
577                 return ret;
578         }
579
580         sysfs_add_device_to_node(&spu->sysdev, spu->node);
581
582         return 0;
583 }
584
585 static void spu_destroy_sysdev(struct spu *spu)
586 {
587         sysfs_remove_device_from_node(&spu->sysdev, spu->node);
588         sysdev_unregister(&spu->sysdev);
589 }
590
591 static int __init create_spu(void *data)
592 {
593         struct spu *spu;
594         int ret;
595         static int number;
596
597         ret = -ENOMEM;
598         spu = kzalloc(sizeof (*spu), GFP_KERNEL);
599         if (!spu)
600                 goto out;
601
602         spin_lock_init(&spu->register_lock);
603         mutex_lock(&spu_mutex);
604         spu->number = number++;
605         mutex_unlock(&spu_mutex);
606
607         ret = spu_create_spu(spu, data);
608
609         if (ret)
610                 goto out_free;
611
612         spu_mfc_sdr_setup(spu);
613         spu_mfc_sr1_set(spu, 0x33);
614         ret = spu_request_irqs(spu);
615         if (ret)
616                 goto out_destroy;
617
618         ret = spu_create_sysdev(spu);
619         if (ret)
620                 goto out_free_irqs;
621
622         mutex_lock(&spu_mutex);
623         list_add(&spu->list, &spu_list[spu->node]);
624         list_add(&spu->full_list, &spu_full_list);
625         mutex_unlock(&spu_mutex);
626
627         goto out;
628
629 out_free_irqs:
630         spu_free_irqs(spu);
631 out_destroy:
632         spu_destroy_spu(spu);
633 out_free:
634         kfree(spu);
635 out:
636         return ret;
637 }
638
639 static void destroy_spu(struct spu *spu)
640 {
641         list_del_init(&spu->list);
642         list_del_init(&spu->full_list);
643
644         spu_destroy_sysdev(spu);
645         spu_free_irqs(spu);
646         spu_destroy_spu(spu);
647         kfree(spu);
648 }
649
650 static void cleanup_spu_base(void)
651 {
652         struct spu *spu, *tmp;
653         int node;
654
655         mutex_lock(&spu_mutex);
656         for (node = 0; node < MAX_NUMNODES; node++) {
657                 list_for_each_entry_safe(spu, tmp, &spu_list[node], list)
658                         destroy_spu(spu);
659         }
660         mutex_unlock(&spu_mutex);
661         sysdev_class_unregister(&spu_sysdev_class);
662 }
663 module_exit(cleanup_spu_base);
664
665 static int __init init_spu_base(void)
666 {
667         int i, ret;
668
669         if (!spu_management_ops)
670                 return 0;
671
672         /* create sysdev class for spus */
673         ret = sysdev_class_register(&spu_sysdev_class);
674         if (ret)
675                 return ret;
676
677         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++)
678                 INIT_LIST_HEAD(&spu_list[i]);
679
680         ret = spu_enumerate_spus(create_spu);
681
682         if (ret) {
683                 printk(KERN_WARNING "%s: Error initializing spus\n",
684                         __FUNCTION__);
685                 cleanup_spu_base();
686                 return ret;
687         }
688
689         xmon_register_spus(&spu_full_list);
690
691         return ret;
692 }
693 module_init(init_spu_base);
694
695 MODULE_LICENSE("GPL");
696 MODULE_AUTHOR("Arnd Bergmann <arndb@de.ibm.com>");