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