Merge branch 'release' of git://lm-sensors.org/kernel/mhoffman/hwmon-2.6
[linux-2.6] / 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 <linux/linux_logo.h>
35 #include <asm/spu.h>
36 #include <asm/spu_priv1.h>
37 #include <asm/xmon.h>
38
39 const struct spu_management_ops *spu_management_ops;
40 EXPORT_SYMBOL_GPL(spu_management_ops);
41
42 const struct spu_priv1_ops *spu_priv1_ops;
43
44 static struct list_head spu_list[MAX_NUMNODES];
45 static LIST_HEAD(spu_full_list);
46 static DEFINE_MUTEX(spu_mutex);
47 static DEFINE_SPINLOCK(spu_list_lock);
48
49 EXPORT_SYMBOL_GPL(spu_priv1_ops);
50
51 void spu_invalidate_slbs(struct spu *spu)
52 {
53         struct spu_priv2 __iomem *priv2 = spu->priv2;
54
55         if (spu_mfc_sr1_get(spu) & MFC_STATE1_RELOCATE_MASK)
56                 out_be64(&priv2->slb_invalidate_all_W, 0UL);
57 }
58 EXPORT_SYMBOL_GPL(spu_invalidate_slbs);
59
60 /* This is called by the MM core when a segment size is changed, to
61  * request a flush of all the SPEs using a given mm
62  */
63 void spu_flush_all_slbs(struct mm_struct *mm)
64 {
65         struct spu *spu;
66         unsigned long flags;
67
68         spin_lock_irqsave(&spu_list_lock, flags);
69         list_for_each_entry(spu, &spu_full_list, full_list) {
70                 if (spu->mm == mm)
71                         spu_invalidate_slbs(spu);
72         }
73         spin_unlock_irqrestore(&spu_list_lock, flags);
74 }
75
76 /* The hack below stinks... try to do something better one of
77  * these days... Does it even work properly with NR_CPUS == 1 ?
78  */
79 static inline void mm_needs_global_tlbie(struct mm_struct *mm)
80 {
81         int nr = (NR_CPUS > 1) ? NR_CPUS : NR_CPUS + 1;
82
83         /* Global TLBIE broadcast required with SPEs. */
84         __cpus_setall(&mm->cpu_vm_mask, nr);
85 }
86
87 void spu_associate_mm(struct spu *spu, struct mm_struct *mm)
88 {
89         unsigned long flags;
90
91         spin_lock_irqsave(&spu_list_lock, flags);
92         spu->mm = mm;
93         spin_unlock_irqrestore(&spu_list_lock, flags);
94         if (mm)
95                 mm_needs_global_tlbie(mm);
96 }
97 EXPORT_SYMBOL_GPL(spu_associate_mm);
98
99 static int __spu_trap_invalid_dma(struct spu *spu)
100 {
101         pr_debug("%s\n", __FUNCTION__);
102         spu->dma_callback(spu, SPE_EVENT_INVALID_DMA);
103         return 0;
104 }
105
106 static int __spu_trap_dma_align(struct spu *spu)
107 {
108         pr_debug("%s\n", __FUNCTION__);
109         spu->dma_callback(spu, SPE_EVENT_DMA_ALIGNMENT);
110         return 0;
111 }
112
113 static int __spu_trap_error(struct spu *spu)
114 {
115         pr_debug("%s\n", __FUNCTION__);
116         spu->dma_callback(spu, SPE_EVENT_SPE_ERROR);
117         return 0;
118 }
119
120 static void spu_restart_dma(struct spu *spu)
121 {
122         struct spu_priv2 __iomem *priv2 = spu->priv2;
123
124         if (!test_bit(SPU_CONTEXT_SWITCH_PENDING, &spu->flags))
125                 out_be64(&priv2->mfc_control_RW, MFC_CNTL_RESTART_DMA_COMMAND);
126 }
127
128 static int __spu_trap_data_seg(struct spu *spu, unsigned long ea)
129 {
130         struct spu_priv2 __iomem *priv2 = spu->priv2;
131         struct mm_struct *mm = spu->mm;
132         u64 esid, vsid, llp;
133         int psize;
134
135         pr_debug("%s\n", __FUNCTION__);
136
137         if (test_bit(SPU_CONTEXT_SWITCH_ACTIVE, &spu->flags)) {
138                 /* SLBs are pre-loaded for context switch, so
139                  * we should never get here!
140                  */
141                 printk("%s: invalid access during switch!\n", __func__);
142                 return 1;
143         }
144         esid = (ea & ESID_MASK) | SLB_ESID_V;
145
146         switch(REGION_ID(ea)) {
147         case USER_REGION_ID:
148 #ifdef CONFIG_PPC_MM_SLICES
149                 psize = get_slice_psize(mm, ea);
150 #else
151                 psize = mm->context.user_psize;
152 #endif
153                 vsid = (get_vsid(mm->context.id, ea) << SLB_VSID_SHIFT) |
154                                 SLB_VSID_USER;
155                 break;
156         case VMALLOC_REGION_ID:
157                 if (ea < VMALLOC_END)
158                         psize = mmu_vmalloc_psize;
159                 else
160                         psize = mmu_io_psize;
161                 vsid = (get_kernel_vsid(ea) << SLB_VSID_SHIFT) |
162                         SLB_VSID_KERNEL;
163                 break;
164         case KERNEL_REGION_ID:
165                 psize = mmu_linear_psize;
166                 vsid = (get_kernel_vsid(ea) << SLB_VSID_SHIFT) |
167                         SLB_VSID_KERNEL;
168                 break;
169         default:
170                 /* Future: support kernel segments so that drivers
171                  * can use SPUs.
172                  */
173                 pr_debug("invalid region access at %016lx\n", ea);
174                 return 1;
175         }
176         llp = mmu_psize_defs[psize].sllp;
177
178         out_be64(&priv2->slb_index_W, spu->slb_replace);
179         out_be64(&priv2->slb_vsid_RW, vsid | llp);
180         out_be64(&priv2->slb_esid_RW, esid);
181
182         spu->slb_replace++;
183         if (spu->slb_replace >= 8)
184                 spu->slb_replace = 0;
185
186         spu_restart_dma(spu);
187         spu->stats.slb_flt++;
188         return 0;
189 }
190
191 extern int hash_page(unsigned long ea, unsigned long access, unsigned long trap); //XXX
192 static int __spu_trap_data_map(struct spu *spu, unsigned long ea, u64 dsisr)
193 {
194         pr_debug("%s, %lx, %lx\n", __FUNCTION__, dsisr, ea);
195
196         /* Handle kernel space hash faults immediately.
197            User hash faults need to be deferred to process context. */
198         if ((dsisr & MFC_DSISR_PTE_NOT_FOUND)
199             && REGION_ID(ea) != USER_REGION_ID
200             && hash_page(ea, _PAGE_PRESENT, 0x300) == 0) {
201                 spu_restart_dma(spu);
202                 return 0;
203         }
204
205         if (test_bit(SPU_CONTEXT_SWITCH_ACTIVE, &spu->flags)) {
206                 printk("%s: invalid access during switch!\n", __func__);
207                 return 1;
208         }
209
210         spu->dar = ea;
211         spu->dsisr = dsisr;
212         mb();
213         spu->stop_callback(spu);
214         return 0;
215 }
216
217 static irqreturn_t
218 spu_irq_class_0(int irq, void *data)
219 {
220         struct spu *spu;
221
222         spu = data;
223         spu->class_0_pending = 1;
224         spu->stop_callback(spu);
225
226         return IRQ_HANDLED;
227 }
228
229 int
230 spu_irq_class_0_bottom(struct spu *spu)
231 {
232         unsigned long stat, mask;
233         unsigned long flags;
234
235         spu->class_0_pending = 0;
236
237         spin_lock_irqsave(&spu->register_lock, flags);
238         mask = spu_int_mask_get(spu, 0);
239         stat = spu_int_stat_get(spu, 0);
240
241         stat &= mask;
242
243         if (stat & 1) /* invalid DMA alignment */
244                 __spu_trap_dma_align(spu);
245
246         if (stat & 2) /* invalid MFC DMA */
247                 __spu_trap_invalid_dma(spu);
248
249         if (stat & 4) /* error on SPU */
250                 __spu_trap_error(spu);
251
252         spu_int_stat_clear(spu, 0, stat);
253         spin_unlock_irqrestore(&spu->register_lock, flags);
254
255         return (stat & 0x7) ? -EIO : 0;
256 }
257 EXPORT_SYMBOL_GPL(spu_irq_class_0_bottom);
258
259 static irqreturn_t
260 spu_irq_class_1(int irq, void *data)
261 {
262         struct spu *spu;
263         unsigned long stat, mask, dar, dsisr;
264
265         spu = data;
266
267         /* atomically read & clear class1 status. */
268         spin_lock(&spu->register_lock);
269         mask  = spu_int_mask_get(spu, 1);
270         stat  = spu_int_stat_get(spu, 1) & mask;
271         dar   = spu_mfc_dar_get(spu);
272         dsisr = spu_mfc_dsisr_get(spu);
273         if (stat & 2) /* mapping fault */
274                 spu_mfc_dsisr_set(spu, 0ul);
275         spu_int_stat_clear(spu, 1, stat);
276         spin_unlock(&spu->register_lock);
277         pr_debug("%s: %lx %lx %lx %lx\n", __FUNCTION__, mask, stat,
278                         dar, dsisr);
279
280         if (stat & 1) /* segment fault */
281                 __spu_trap_data_seg(spu, dar);
282
283         if (stat & 2) { /* mapping fault */
284                 __spu_trap_data_map(spu, dar, dsisr);
285         }
286
287         if (stat & 4) /* ls compare & suspend on get */
288                 ;
289
290         if (stat & 8) /* ls compare & suspend on put */
291                 ;
292
293         return stat ? IRQ_HANDLED : IRQ_NONE;
294 }
295
296 static irqreturn_t
297 spu_irq_class_2(int irq, void *data)
298 {
299         struct spu *spu;
300         unsigned long stat;
301         unsigned long mask;
302
303         spu = data;
304         spin_lock(&spu->register_lock);
305         stat = spu_int_stat_get(spu, 2);
306         mask = spu_int_mask_get(spu, 2);
307         /* ignore interrupts we're not waiting for */
308         stat &= mask;
309         /*
310          * mailbox interrupts (0x1 and 0x10) are level triggered.
311          * mask them now before acknowledging.
312          */
313         if (stat & 0x11)
314                 spu_int_mask_and(spu, 2, ~(stat & 0x11));
315         /* acknowledge all interrupts before the callbacks */
316         spu_int_stat_clear(spu, 2, stat);
317         spin_unlock(&spu->register_lock);
318
319         pr_debug("class 2 interrupt %d, %lx, %lx\n", irq, stat, mask);
320
321         if (stat & 1)  /* PPC core mailbox */
322                 spu->ibox_callback(spu);
323
324         if (stat & 2) /* SPU stop-and-signal */
325                 spu->stop_callback(spu);
326
327         if (stat & 4) /* SPU halted */
328                 spu->stop_callback(spu);
329
330         if (stat & 8) /* DMA tag group complete */
331                 spu->mfc_callback(spu);
332
333         if (stat & 0x10) /* SPU mailbox threshold */
334                 spu->wbox_callback(spu);
335
336         spu->stats.class2_intr++;
337         return stat ? IRQ_HANDLED : IRQ_NONE;
338 }
339
340 static int spu_request_irqs(struct spu *spu)
341 {
342         int ret = 0;
343
344         if (spu->irqs[0] != NO_IRQ) {
345                 snprintf(spu->irq_c0, sizeof (spu->irq_c0), "spe%02d.0",
346                          spu->number);
347                 ret = request_irq(spu->irqs[0], spu_irq_class_0,
348                                   IRQF_DISABLED,
349                                   spu->irq_c0, spu);
350                 if (ret)
351                         goto bail0;
352         }
353         if (spu->irqs[1] != NO_IRQ) {
354                 snprintf(spu->irq_c1, sizeof (spu->irq_c1), "spe%02d.1",
355                          spu->number);
356                 ret = request_irq(spu->irqs[1], spu_irq_class_1,
357                                   IRQF_DISABLED,
358                                   spu->irq_c1, spu);
359                 if (ret)
360                         goto bail1;
361         }
362         if (spu->irqs[2] != NO_IRQ) {
363                 snprintf(spu->irq_c2, sizeof (spu->irq_c2), "spe%02d.2",
364                          spu->number);
365                 ret = request_irq(spu->irqs[2], spu_irq_class_2,
366                                   IRQF_DISABLED,
367                                   spu->irq_c2, spu);
368                 if (ret)
369                         goto bail2;
370         }
371         return 0;
372
373 bail2:
374         if (spu->irqs[1] != NO_IRQ)
375                 free_irq(spu->irqs[1], spu);
376 bail1:
377         if (spu->irqs[0] != NO_IRQ)
378                 free_irq(spu->irqs[0], spu);
379 bail0:
380         return ret;
381 }
382
383 static void spu_free_irqs(struct spu *spu)
384 {
385         if (spu->irqs[0] != NO_IRQ)
386                 free_irq(spu->irqs[0], spu);
387         if (spu->irqs[1] != NO_IRQ)
388                 free_irq(spu->irqs[1], spu);
389         if (spu->irqs[2] != NO_IRQ)
390                 free_irq(spu->irqs[2], spu);
391 }
392
393 static void spu_init_channels(struct spu *spu)
394 {
395         static const struct {
396                  unsigned channel;
397                  unsigned count;
398         } zero_list[] = {
399                 { 0x00, 1, }, { 0x01, 1, }, { 0x03, 1, }, { 0x04, 1, },
400                 { 0x18, 1, }, { 0x19, 1, }, { 0x1b, 1, }, { 0x1d, 1, },
401         }, count_list[] = {
402                 { 0x00, 0, }, { 0x03, 0, }, { 0x04, 0, }, { 0x15, 16, },
403                 { 0x17, 1, }, { 0x18, 0, }, { 0x19, 0, }, { 0x1b, 0, },
404                 { 0x1c, 1, }, { 0x1d, 0, }, { 0x1e, 1, },
405         };
406         struct spu_priv2 __iomem *priv2;
407         int i;
408
409         priv2 = spu->priv2;
410
411         /* initialize all channel data to zero */
412         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(zero_list); i++) {
413                 int count;
414
415                 out_be64(&priv2->spu_chnlcntptr_RW, zero_list[i].channel);
416                 for (count = 0; count < zero_list[i].count; count++)
417                         out_be64(&priv2->spu_chnldata_RW, 0);
418         }
419
420         /* initialize channel counts to meaningful values */
421         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(count_list); i++) {
422                 out_be64(&priv2->spu_chnlcntptr_RW, count_list[i].channel);
423                 out_be64(&priv2->spu_chnlcnt_RW, count_list[i].count);
424         }
425 }
426
427 struct spu *spu_alloc_node(int node)
428 {
429         struct spu *spu = NULL;
430
431         mutex_lock(&spu_mutex);
432         if (!list_empty(&spu_list[node])) {
433                 spu = list_entry(spu_list[node].next, struct spu, list);
434                 list_del_init(&spu->list);
435                 pr_debug("Got SPU %d %d\n", spu->number, spu->node);
436         }
437         mutex_unlock(&spu_mutex);
438
439         if (spu)
440                 spu_init_channels(spu);
441         return spu;
442 }
443 EXPORT_SYMBOL_GPL(spu_alloc_node);
444
445 struct spu *spu_alloc(void)
446 {
447         struct spu *spu = NULL;
448         int node;
449
450         for (node = 0; node < MAX_NUMNODES; node++) {
451                 spu = spu_alloc_node(node);
452                 if (spu)
453                         break;
454         }
455
456         return spu;
457 }
458
459 void spu_free(struct spu *spu)
460 {
461         mutex_lock(&spu_mutex);
462         list_add_tail(&spu->list, &spu_list[spu->node]);
463         mutex_unlock(&spu_mutex);
464 }
465 EXPORT_SYMBOL_GPL(spu_free);
466
467 static int spu_shutdown(struct sys_device *sysdev)
468 {
469         struct spu *spu = container_of(sysdev, struct spu, sysdev);
470
471         spu_free_irqs(spu);
472         spu_destroy_spu(spu);
473         return 0;
474 }
475
476 struct sysdev_class spu_sysdev_class = {
477         set_kset_name("spu"),
478         .shutdown = spu_shutdown,
479 };
480
481 int spu_add_sysdev_attr(struct sysdev_attribute *attr)
482 {
483         struct spu *spu;
484         mutex_lock(&spu_mutex);
485
486         list_for_each_entry(spu, &spu_full_list, full_list)
487                 sysdev_create_file(&spu->sysdev, attr);
488
489         mutex_unlock(&spu_mutex);
490         return 0;
491 }
492 EXPORT_SYMBOL_GPL(spu_add_sysdev_attr);
493
494 int spu_add_sysdev_attr_group(struct attribute_group *attrs)
495 {
496         struct spu *spu;
497         mutex_lock(&spu_mutex);
498
499         list_for_each_entry(spu, &spu_full_list, full_list)
500                 sysfs_create_group(&spu->sysdev.kobj, attrs);
501
502         mutex_unlock(&spu_mutex);
503         return 0;
504 }
505 EXPORT_SYMBOL_GPL(spu_add_sysdev_attr_group);
506
507
508 void spu_remove_sysdev_attr(struct sysdev_attribute *attr)
509 {
510         struct spu *spu;
511         mutex_lock(&spu_mutex);
512
513         list_for_each_entry(spu, &spu_full_list, full_list)
514                 sysdev_remove_file(&spu->sysdev, attr);
515
516         mutex_unlock(&spu_mutex);
517 }
518 EXPORT_SYMBOL_GPL(spu_remove_sysdev_attr);
519
520 void spu_remove_sysdev_attr_group(struct attribute_group *attrs)
521 {
522         struct spu *spu;
523         mutex_lock(&spu_mutex);
524
525         list_for_each_entry(spu, &spu_full_list, full_list)
526                 sysfs_remove_group(&spu->sysdev.kobj, attrs);
527
528         mutex_unlock(&spu_mutex);
529 }
530 EXPORT_SYMBOL_GPL(spu_remove_sysdev_attr_group);
531
532 static int spu_create_sysdev(struct spu *spu)
533 {
534         int ret;
535
536         spu->sysdev.id = spu->number;
537         spu->sysdev.cls = &spu_sysdev_class;
538         ret = sysdev_register(&spu->sysdev);
539         if (ret) {
540                 printk(KERN_ERR "Can't register SPU %d with sysfs\n",
541                                 spu->number);
542                 return ret;
543         }
544
545         sysfs_add_device_to_node(&spu->sysdev, spu->node);
546
547         return 0;
548 }
549
550 static int __init create_spu(void *data)
551 {
552         struct spu *spu;
553         int ret;
554         static int number;
555         unsigned long flags;
556
557         ret = -ENOMEM;
558         spu = kzalloc(sizeof (*spu), GFP_KERNEL);
559         if (!spu)
560                 goto out;
561
562         spin_lock_init(&spu->register_lock);
563         mutex_lock(&spu_mutex);
564         spu->number = number++;
565         mutex_unlock(&spu_mutex);
566
567         ret = spu_create_spu(spu, data);
568
569         if (ret)
570                 goto out_free;
571
572         spu_mfc_sdr_setup(spu);
573         spu_mfc_sr1_set(spu, 0x33);
574         ret = spu_request_irqs(spu);
575         if (ret)
576                 goto out_destroy;
577
578         ret = spu_create_sysdev(spu);
579         if (ret)
580                 goto out_free_irqs;
581
582         mutex_lock(&spu_mutex);
583         spin_lock_irqsave(&spu_list_lock, flags);
584         list_add(&spu->list, &spu_list[spu->node]);
585         list_add(&spu->full_list, &spu_full_list);
586         spin_unlock_irqrestore(&spu_list_lock, flags);
587         mutex_unlock(&spu_mutex);
588
589         spu->stats.utilization_state = SPU_UTIL_IDLE;
590         spu->stats.tstamp = jiffies;
591
592         goto out;
593
594 out_free_irqs:
595         spu_free_irqs(spu);
596 out_destroy:
597         spu_destroy_spu(spu);
598 out_free:
599         kfree(spu);
600 out:
601         return ret;
602 }
603
604 static const char *spu_state_names[] = {
605         "user", "system", "iowait", "idle"
606 };
607
608 static unsigned long long spu_acct_time(struct spu *spu,
609                 enum spu_utilization_state state)
610 {
611         unsigned long long time = spu->stats.times[state];
612
613         if (spu->stats.utilization_state == state)
614                 time += jiffies - spu->stats.tstamp;
615
616         return jiffies_to_msecs(time);
617 }
618
619
620 static ssize_t spu_stat_show(struct sys_device *sysdev, char *buf)
621 {
622         struct spu *spu = container_of(sysdev, struct spu, sysdev);
623
624         return sprintf(buf, "%s %llu %llu %llu %llu "
625                       "%llu %llu %llu %llu %llu %llu %llu %llu\n",
626                 spu_state_names[spu->stats.utilization_state],
627                 spu_acct_time(spu, SPU_UTIL_USER),
628                 spu_acct_time(spu, SPU_UTIL_SYSTEM),
629                 spu_acct_time(spu, SPU_UTIL_IOWAIT),
630                 spu_acct_time(spu, SPU_UTIL_IDLE),
631                 spu->stats.vol_ctx_switch,
632                 spu->stats.invol_ctx_switch,
633                 spu->stats.slb_flt,
634                 spu->stats.hash_flt,
635                 spu->stats.min_flt,
636                 spu->stats.maj_flt,
637                 spu->stats.class2_intr,
638                 spu->stats.libassist);
639 }
640
641 static SYSDEV_ATTR(stat, 0644, spu_stat_show, NULL);
642
643 static int __init init_spu_base(void)
644 {
645         int i, ret = 0;
646
647         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++)
648                 INIT_LIST_HEAD(&spu_list[i]);
649
650         if (!spu_management_ops)
651                 goto out;
652
653         /* create sysdev class for spus */
654         ret = sysdev_class_register(&spu_sysdev_class);
655         if (ret)
656                 goto out;
657
658         ret = spu_enumerate_spus(create_spu);
659
660         if (ret < 0) {
661                 printk(KERN_WARNING "%s: Error initializing spus\n",
662                         __FUNCTION__);
663                 goto out_unregister_sysdev_class;
664         }
665
666         if (ret > 0) {
667                 /*
668                  * We cannot put the forward declaration in
669                  * <linux/linux_logo.h> because of conflicting session type
670                  * conflicts for const and __initdata with different compiler
671                  * versions
672                  */
673                 extern const struct linux_logo logo_spe_clut224;
674
675                 fb_append_extra_logo(&logo_spe_clut224, ret);
676         }
677
678         xmon_register_spus(&spu_full_list);
679
680         spu_add_sysdev_attr(&attr_stat);
681
682         return 0;
683
684  out_unregister_sysdev_class:
685         sysdev_class_unregister(&spu_sysdev_class);
686  out:
687
688         return ret;
689 }
690 module_init(init_spu_base);
691
692 MODULE_LICENSE("GPL");
693 MODULE_AUTHOR("Arnd Bergmann <arndb@de.ibm.com>");