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
 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         return stat ? IRQ_HANDLED : IRQ_NONE;
 336 }
 337
 338 static int spu_request_irqs(struct spu *spu)
 339 {
 340         int ret = 0;
 341
 342         if (spu->irqs[0] != NO_IRQ) {
 343                 snprintf(spu->irq_c0, sizeof (spu->irq_c0), "spe%02d.0",
 344                          spu->number);
 345                 ret = request_irq(spu->irqs[0], spu_irq_class_0,
 346                                   IRQF_DISABLED,
 347                                   spu->irq_c0, spu);
 348                 if (ret)
 349                         goto bail0;
 350         }
 351         if (spu->irqs[1] != NO_IRQ) {
 352                 snprintf(spu->irq_c1, sizeof (spu->irq_c1), "spe%02d.1",
 353                          spu->number);
 354                 ret = request_irq(spu->irqs[1], spu_irq_class_1,
 355                                   IRQF_DISABLED,
 356                                   spu->irq_c1, spu);
 357                 if (ret)
 358                         goto bail1;
 359         }
 360         if (spu->irqs[2] != NO_IRQ) {
 361                 snprintf(spu->irq_c2, sizeof (spu->irq_c2), "spe%02d.2",
 362                          spu->number);
 363                 ret = request_irq(spu->irqs[2], spu_irq_class_2,
 364                                   IRQF_DISABLED,
 365                                   spu->irq_c2, spu);
 366                 if (ret)
 367                         goto bail2;
 368         }
 369         return 0;
 370
 371 bail2:
 372         if (spu->irqs[1] != NO_IRQ)
 373                 free_irq(spu->irqs[1], spu);
 374 bail1:
 375         if (spu->irqs[0] != NO_IRQ)
 376                 free_irq(spu->irqs[0], spu);
 377 bail0:
 378         return ret;
 379 }
 380
 381 static void spu_free_irqs(struct spu *spu)
 382 {
 383         if (spu->irqs[0] != NO_IRQ)
 384                 free_irq(spu->irqs[0], spu);
 385         if (spu->irqs[1] != NO_IRQ)
 386                 free_irq(spu->irqs[1], spu);
 387         if (spu->irqs[2] != NO_IRQ)
 388                 free_irq(spu->irqs[2], spu);
 389 }
 390
 391 static void spu_init_channels(struct spu *spu)
 392 {
 393         static const struct {
 394                  unsigned channel;
 395                  unsigned count;
 396         } zero_list[] = {
 397                 { 0x00, 1, }, { 0x01, 1, }, { 0x03, 1, }, { 0x04, 1, },
 398                 { 0x18, 1, }, { 0x19, 1, }, { 0x1b, 1, }, { 0x1d, 1, },
 399         }, count_list[] = {
 400                 { 0x00, 0, }, { 0x03, 0, }, { 0x04, 0, }, { 0x15, 16, },
 401                 { 0x17, 1, }, { 0x18, 0, }, { 0x19, 0, }, { 0x1b, 0, },
 402                 { 0x1c, 1, }, { 0x1d, 0, }, { 0x1e, 1, },
 403         };
 404         struct spu_priv2 __iomem *priv2;
 405         int i;
 406
 407         priv2 = spu->priv2;
 408
 409         /* initialize all channel data to zero */
 410         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(zero_list); i++) {
 411                 int count;
 412
 413                 out_be64(&priv2->spu_chnlcntptr_RW, zero_list[i].channel);
 414                 for (count = 0; count < zero_list[i].count; count++)
 415                         out_be64(&priv2->spu_chnldata_RW, 0);
 416         }
 417
 418         /* initialize channel counts to meaningful values */
 419         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(count_list); i++) {
 420                 out_be64(&priv2->spu_chnlcntptr_RW, count_list[i].channel);
 421                 out_be64(&priv2->spu_chnlcnt_RW, count_list[i].count);
 422         }
 423 }
 424
 425 struct spu *spu_alloc_node(int node)
 426 {
 427         struct spu *spu = NULL;
 428
 429         mutex_lock(&spu_mutex);
 430         if (!list_empty(&spu_list[node])) {
 431                 spu = list_entry(spu_list[node].next, struct spu, list);
 432                 list_del_init(&spu->list);
 433                 pr_debug("Got SPU %d %d\n", spu->number, spu->node);
 434         }
 435         mutex_unlock(&spu_mutex);
 436
 437         if (spu)
 438                 spu_init_channels(spu);
 439         return spu;
 440 }
 441 EXPORT_SYMBOL_GPL(spu_alloc_node);
 442
 443 struct spu *spu_alloc(void)
 444 {
 445         struct spu *spu = NULL;
 446         int node;
 447
 448         for (node = 0; node < MAX_NUMNODES; node++) {
 449                 spu = spu_alloc_node(node);
 450                 if (spu)
 451                         break;
 452         }
 453
 454         return spu;
 455 }
 456
 457 void spu_free(struct spu *spu)
 458 {
 459         mutex_lock(&spu_mutex);
 460         list_add_tail(&spu->list, &spu_list[spu->node]);
 461         mutex_unlock(&spu_mutex);
 462 }
 463 EXPORT_SYMBOL_GPL(spu_free);
 464
 465 static int spu_shutdown(struct sys_device *sysdev)
 466 {
 467         struct spu *spu = container_of(sysdev, struct spu, sysdev);
 468
 469         spu_free_irqs(spu);
 470         spu_destroy_spu(spu);
 471         return 0;
 472 }
 473
 474 struct sysdev_class spu_sysdev_class = {
 475         set_kset_name("spu"),
 476         .shutdown = spu_shutdown,
 477 };
 478
 479 int spu_add_sysdev_attr(struct sysdev_attribute *attr)
 480 {
 481         struct spu *spu;
 482         mutex_lock(&spu_mutex);
 483
 484         list_for_each_entry(spu, &spu_full_list, full_list)
 485                 sysdev_create_file(&spu->sysdev, attr);
 486
 487         mutex_unlock(&spu_mutex);
 488         return 0;
 489 }
 490 EXPORT_SYMBOL_GPL(spu_add_sysdev_attr);
 491
 492 int spu_add_sysdev_attr_group(struct attribute_group *attrs)
 493 {
 494         struct spu *spu;
 495         mutex_lock(&spu_mutex);
 496
 497         list_for_each_entry(spu, &spu_full_list, full_list)
 498                 sysfs_create_group(&spu->sysdev.kobj, attrs);
 499
 500         mutex_unlock(&spu_mutex);
 501         return 0;
 502 }
 503 EXPORT_SYMBOL_GPL(spu_add_sysdev_attr_group);
 504
 505
 506 void spu_remove_sysdev_attr(struct sysdev_attribute *attr)
 507 {
 508         struct spu *spu;
 509         mutex_lock(&spu_mutex);
 510
 511         list_for_each_entry(spu, &spu_full_list, full_list)
 512                 sysdev_remove_file(&spu->sysdev, attr);
 513
 514         mutex_unlock(&spu_mutex);
 515 }
 516 EXPORT_SYMBOL_GPL(spu_remove_sysdev_attr);
 517
 518 void spu_remove_sysdev_attr_group(struct attribute_group *attrs)
 519 {
 520         struct spu *spu;
 521         mutex_lock(&spu_mutex);
 522
 523         list_for_each_entry(spu, &spu_full_list, full_list)
 524                 sysfs_remove_group(&spu->sysdev.kobj, attrs);
 525
 526         mutex_unlock(&spu_mutex);
 527 }
 528 EXPORT_SYMBOL_GPL(spu_remove_sysdev_attr_group);
 529
 530 static int spu_create_sysdev(struct spu *spu)
 531 {
 532         int ret;
 533
 534         spu->sysdev.id = spu->number;
 535         spu->sysdev.cls = &spu_sysdev_class;
 536         ret = sysdev_register(&spu->sysdev);
 537         if (ret) {
 538                 printk(KERN_ERR "Can't register SPU %d with sysfs\n",
 539                                 spu->number);
 540                 return ret;
 541         }
 542
 543         sysfs_add_device_to_node(&spu->sysdev, spu->node);
 544
 545         return 0;
 546 }
 547
 548 static int __init create_spu(void *data)
 549 {
 550         struct spu *spu;
 551         int ret;
 552         static int number;
 553         unsigned long flags;
 554
 555         ret = -ENOMEM;
 556         spu = kzalloc(sizeof (*spu), GFP_KERNEL);
 557         if (!spu)
 558                 goto out;
 559
 560         spin_lock_init(&spu->register_lock);
 561         mutex_lock(&spu_mutex);
 562         spu->number = number++;
 563         mutex_unlock(&spu_mutex);
 564
 565         ret = spu_create_spu(spu, data);
 566
 567         if (ret)
 568                 goto out_free;
 569
 570         spu_mfc_sdr_setup(spu);
 571         spu_mfc_sr1_set(spu, 0x33);
 572         ret = spu_request_irqs(spu);
 573         if (ret)
 574                 goto out_destroy;
 575
 576         ret = spu_create_sysdev(spu);
 577         if (ret)
 578                 goto out_free_irqs;
 579
 580         mutex_lock(&spu_mutex);
 581         spin_lock_irqsave(&spu_list_lock, flags);
 582         list_add(&spu->list, &spu_list[spu->node]);
 583         list_add(&spu->full_list, &spu_full_list);
 584         spin_unlock_irqrestore(&spu_list_lock, flags);
 585         mutex_unlock(&spu_mutex);
 586
 587         goto out;
 588
 589 out_free_irqs:
 590         spu_free_irqs(spu);
 591 out_destroy:
 592         spu_destroy_spu(spu);
 593 out_free:
 594         kfree(spu);
 595 out:
 596         return ret;
 597 }
 598
 599 static int __init init_spu_base(void)
 600 {
 601         int i, ret = 0;
 602
 603         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++)
 604                 INIT_LIST_HEAD(&spu_list[i]);
 605
 606         if (!spu_management_ops)
 607                 goto out;
 608
 609         /* create sysdev class for spus */
 610         ret = sysdev_class_register(&spu_sysdev_class);
 611         if (ret)
 612                 goto out;
 613
 614         ret = spu_enumerate_spus(create_spu);
 615
 616         if (ret) {
 617                 printk(KERN_WARNING "%s: Error initializing spus\n",
 618                         __FUNCTION__);
 619                 goto out_unregister_sysdev_class;
 620         }
 621
 622         xmon_register_spus(&spu_full_list);
 623
 624         return 0;
 625
 626  out_unregister_sysdev_class:
 627         sysdev_class_unregister(&spu_sysdev_class);
 628  out:
 629
 630         return ret;
 631 }
 632 module_init(init_spu_base);
 633
 634 MODULE_LICENSE("GPL");
 635 MODULE_AUTHOR("Arnd Bergmann <arndb@de.ibm.com>");