drivers/misc/sgi-gru/grukservices.c

   1 /*
   2  * SN Platform GRU Driver
   3  *
   4  *              KERNEL SERVICES THAT USE THE GRU
   5  *
   6  *  Copyright (c) 2008 Silicon Graphics, Inc.  All Rights Reserved.
   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 of the License, or
  11  *  (at your option) 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., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
  21  */
  22
  23 #include <linux/kernel.h>
  24 #include <linux/errno.h>
  25 #include <linux/slab.h>
  26 #include <linux/mm.h>
  27 #include <linux/spinlock.h>
  28 #include <linux/device.h>
  29 #include <linux/miscdevice.h>
  30 #include <linux/proc_fs.h>
  31 #include <linux/interrupt.h>
  32 #include <linux/uaccess.h>
  33 #include <linux/delay.h>
  34 #include <linux/export.h>
  35 #include <asm/io_apic.h>
  36 #include "gru.h"
  37 #include "grulib.h"
  38 #include "grutables.h"
  39 #include "grukservices.h"
  40 #include "gru_instructions.h"
  41 #include <asm/uv/uv_hub.h>
  42
  43 /*
  44  * Kernel GRU Usage
  45  *
  46  * The following is an interim algorithm for management of kernel GRU
  47  * resources. This will likely be replaced when we better understand the
  48  * kernel/user requirements.
  49  *
  50  * Blade percpu resources reserved for kernel use. These resources are
  51  * reserved whenever the the kernel context for the blade is loaded. Note
  52  * that the kernel context is not guaranteed to be always available. It is
  53  * loaded on demand & can be stolen by a user if the user demand exceeds the
  54  * kernel demand. The kernel can always reload the kernel context but
  55  * a SLEEP may be required!!!.
  56  *
  57  * Async Overview:
  58  *
  59  *      Each blade has one "kernel context" that owns GRU kernel resources
  60  *      located on the blade. Kernel drivers use GRU resources in this context
  61  *      for sending messages, zeroing memory, etc.
  62  *
  63  *      The kernel context is dynamically loaded on demand. If it is not in
  64  *      use by the kernel, the kernel context can be unloaded & given to a user.
  65  *      The kernel context will be reloaded when needed. This may require that
  66  *      a context be stolen from a user.
  67  *              NOTE: frequent unloading/reloading of the kernel context is
  68  *              expensive. We are depending on batch schedulers, cpusets, sane
  69  *              drivers or some other mechanism to prevent the need for frequent
  70  *              stealing/reloading.
  71  *
  72  *      The kernel context consists of two parts:
  73  *              - 1 CB & a few DSRs that are reserved for each cpu on the blade.
  74  *                Each cpu has it's own private resources & does not share them
  75  *                with other cpus. These resources are used serially, ie,
  76  *                locked, used & unlocked  on each call to a function in
  77  *                grukservices.
  78  *                      (Now that we have dynamic loading of kernel contexts, I
  79  *                       may rethink this & allow sharing between cpus....)
  80  *
  81  *              - Additional resources can be reserved long term & used directly
  82  *                by UV drivers located in the kernel. Drivers using these GRU
  83  *                resources can use asynchronous GRU instructions that send
  84  *                interrupts on completion.
  85  *                      - these resources must be explicitly locked/unlocked
  86  *                      - locked resources prevent (obviously) the kernel
  87  *                        context from being unloaded.
  88  *                      - drivers using these resource directly issue their own
  89  *                        GRU instruction and must wait/check completion.
  90  *
  91  *                When these resources are reserved, the caller can optionally
  92  *                associate a wait_queue with the resources and use asynchronous
  93  *                GRU instructions. When an async GRU instruction completes, the
  94  *                driver will do a wakeup on the event.
  95  *
  96  */
  97
  98
  99 #define ASYNC_HAN_TO_BID(h)     ((h) - 1)
 100 #define ASYNC_BID_TO_HAN(b)     ((b) + 1)
 101 #define ASYNC_HAN_TO_BS(h)      gru_base[ASYNC_HAN_TO_BID(h)]
 102
 103 #define GRU_NUM_KERNEL_CBR      1
 104 #define GRU_NUM_KERNEL_DSR_BYTES 256
 105 #define GRU_NUM_KERNEL_DSR_CL   (GRU_NUM_KERNEL_DSR_BYTES /             \
 106                                         GRU_CACHE_LINE_BYTES)
 107
 108 /* GRU instruction attributes for all instructions */
 109 #define IMA                     IMA_CB_DELAY
 110
 111 /* GRU cacheline size is always 64 bytes - even on arches with 128 byte lines */
 112 #define __gru_cacheline_aligned__                               \
 113         __attribute__((__aligned__(GRU_CACHE_LINE_BYTES)))
 114
 115 #define MAGIC   0x1234567887654321UL
 116
 117 /* Default retry count for GRU errors on kernel instructions */
 118 #define EXCEPTION_RETRY_LIMIT   3
 119
 120 /* Status of message queue sections */
 121 #define MQS_EMPTY               0
 122 #define MQS_FULL                1
 123 #define MQS_NOOP                2
 124
 125 /*----------------- RESOURCE MANAGEMENT -------------------------------------*/
 126 /* optimized for x86_64 */
 127 struct message_queue {
 128         union gru_mesqhead      head __gru_cacheline_aligned__; /* CL 0 */
 129         int                     qlines;                         /* DW 1 */
 130         long                    hstatus[2];
 131         void                    *next __gru_cacheline_aligned__;/* CL 1 */
 132         void                    *limit;
 133         void                    *start;
 134         void                    *start2;
 135         char                    data ____cacheline_aligned;     /* CL 2 */
 136 };
 137
 138 /* First word in every message - used by mesq interface */
 139 struct message_header {
 140         char    present;
 141         char    present2;
 142         char    lines;
 143         char    fill;
 144 };
 145
 146 #define HSTATUS(mq, h)  ((mq) + offsetof(struct message_queue, hstatus[h]))
 147
 148 /*
 149  * Reload the blade's kernel context into a GRU chiplet. Called holding
 150  * the bs_kgts_sema for READ. Will steal user contexts if necessary.
 151  */
 152 static void gru_load_kernel_context(struct gru_blade_state *bs, int blade_id)
 153 {
 154         struct gru_state *gru;
 155         struct gru_thread_state *kgts;
 156         void *vaddr;
 157         int ctxnum, ncpus;
 158
 159         up_read(&bs->bs_kgts_sema);
 160         down_write(&bs->bs_kgts_sema);
 161
 162         if (!bs->bs_kgts) {
 163                 do {
 164                         bs->bs_kgts = gru_alloc_gts(NULL, 0, 0, 0, 0, 0);
 165                         if (!IS_ERR(bs->bs_kgts))
 166                                 break;
 167                         msleep(1);
 168                 } while (true);
 169                 bs->bs_kgts->ts_user_blade_id = blade_id;
 170         }
 171         kgts = bs->bs_kgts;
 172
 173         if (!kgts->ts_gru) {
 174                 STAT(load_kernel_context);
 175                 ncpus = uv_blade_nr_possible_cpus(blade_id);
 176                 kgts->ts_cbr_au_count = GRU_CB_COUNT_TO_AU(
 177                         GRU_NUM_KERNEL_CBR * ncpus + bs->bs_async_cbrs);
 178                 kgts->ts_dsr_au_count = GRU_DS_BYTES_TO_AU(
 179                         GRU_NUM_KERNEL_DSR_BYTES * ncpus +
 180                                 bs->bs_async_dsr_bytes);
 181                 while (!gru_assign_gru_context(kgts)) {
 182                         msleep(1);
 183                         gru_steal_context(kgts);
 184                 }
 185                 gru_load_context(kgts);
 186                 gru = bs->bs_kgts->ts_gru;
 187                 vaddr = gru->gs_gru_base_vaddr;
 188                 ctxnum = kgts->ts_ctxnum;
 189                 bs->kernel_cb = get_gseg_base_address_cb(vaddr, ctxnum, 0);
 190                 bs->kernel_dsr = get_gseg_base_address_ds(vaddr, ctxnum, 0);
 191         }
 192         downgrade_write(&bs->bs_kgts_sema);
 193 }
 194
 195 /*
 196  * Free all kernel contexts that are not currently in use.
 197  *   Returns 0 if all freed, else number of inuse context.
 198  */
 199 static int gru_free_kernel_contexts(void)
 200 {
 201         struct gru_blade_state *bs;
 202         struct gru_thread_state *kgts;
 203         int bid, ret = 0;
 204
 205         for (bid = 0; bid < GRU_MAX_BLADES; bid++) {
 206                 bs = gru_base[bid];
 207                 if (!bs)
 208                         continue;
 209
 210                 /* Ignore busy contexts. Don't want to block here.  */
 211                 if (down_write_trylock(&bs->bs_kgts_sema)) {
 212                         kgts = bs->bs_kgts;
 213                         if (kgts && kgts->ts_gru)
 214                                 gru_unload_context(kgts, 0);
 215                         bs->bs_kgts = NULL;
 216                         up_write(&bs->bs_kgts_sema);
 217                         kfree(kgts);
 218                 } else {
 219                         ret++;
 220                 }
 221         }
 222         return ret;
 223 }
 224
 225 /*
 226  * Lock & load the kernel context for the specified blade.
 227  */
 228 static struct gru_blade_state *gru_lock_kernel_context(int blade_id)
 229 {
 230         struct gru_blade_state *bs;
 231         int bid;
 232
 233         STAT(lock_kernel_context);
 234 again:
 235         bid = blade_id < 0 ? uv_numa_blade_id() : blade_id;
 236         bs = gru_base[bid];
 237
 238         /* Handle the case where migration occurred while waiting for the sema */
 239         down_read(&bs->bs_kgts_sema);
 240         if (blade_id < 0 && bid != uv_numa_blade_id()) {
 241                 up_read(&bs->bs_kgts_sema);
 242                 goto again;
 243         }
 244         if (!bs->bs_kgts || !bs->bs_kgts->ts_gru)
 245                 gru_load_kernel_context(bs, bid);
 246         return bs;
 247
 248 }
 249
 250 /*
 251  * Unlock the kernel context for the specified blade. Context is not
 252  * unloaded but may be stolen before next use.
 253  */
 254 static void gru_unlock_kernel_context(int blade_id)
 255 {
 256         struct gru_blade_state *bs;
 257
 258         bs = gru_base[blade_id];
 259         up_read(&bs->bs_kgts_sema);
 260         STAT(unlock_kernel_context);
 261 }
 262
 263 /*
 264  * Reserve & get pointers to the DSR/CBRs reserved for the current cpu.
 265  *      - returns with preemption disabled
 266  */
 267 static int gru_get_cpu_resources(int dsr_bytes, void **cb, void **dsr)
 268 {
 269         struct gru_blade_state *bs;
 270         int lcpu;
 271
 272         BUG_ON(dsr_bytes > GRU_NUM_KERNEL_DSR_BYTES);
 273         preempt_disable();
 274         bs = gru_lock_kernel_context(-1);
 275         lcpu = uv_blade_processor_id();
 276         *cb = bs->kernel_cb + lcpu * GRU_HANDLE_STRIDE;
 277         *dsr = bs->kernel_dsr + lcpu * GRU_NUM_KERNEL_DSR_BYTES;
 278         return 0;
 279 }
 280
 281 /*
 282  * Free the current cpus reserved DSR/CBR resources.
 283  */
 284 static void gru_free_cpu_resources(void *cb, void *dsr)
 285 {
 286         gru_unlock_kernel_context(uv_numa_blade_id());
 287         preempt_enable();
 288 }
 289
 290 /*
 291  * Reserve GRU resources to be used asynchronously.
 292  *   Note: currently supports only 1 reservation per blade.
 293  *
 294  *      input:
 295  *              blade_id  - blade on which resources should be reserved
 296  *              cbrs      - number of CBRs
 297  *              dsr_bytes - number of DSR bytes needed
 298  *      output:
 299  *              handle to identify resource
 300  *              (0 = async resources already reserved)
 301  */
 302 unsigned long gru_reserve_async_resources(int blade_id, int cbrs, int dsr_bytes,
 303                         struct completion *cmp)
 304 {
 305         struct gru_blade_state *bs;
 306         struct gru_thread_state *kgts;
 307         int ret = 0;
 308
 309         bs = gru_base[blade_id];
 310
 311         down_write(&bs->bs_kgts_sema);
 312
 313         /* Verify no resources already reserved */
 314         if (bs->bs_async_dsr_bytes + bs->bs_async_cbrs)
 315                 goto done;
 316         bs->bs_async_dsr_bytes = dsr_bytes;
 317         bs->bs_async_cbrs = cbrs;
 318         bs->bs_async_wq = cmp;
 319         kgts = bs->bs_kgts;
 320
 321         /* Resources changed. Unload context if already loaded */
 322         if (kgts && kgts->ts_gru)
 323                 gru_unload_context(kgts, 0);
 324         ret = ASYNC_BID_TO_HAN(blade_id);
 325
 326 done:
 327         up_write(&bs->bs_kgts_sema);
 328         return ret;
 329 }
 330
 331 /*
 332  * Release async resources previously reserved.
 333  *
 334  *      input:
 335  *              han - handle to identify resources
 336  */
 337 void gru_release_async_resources(unsigned long han)
 338 {
 339         struct gru_blade_state *bs = ASYNC_HAN_TO_BS(han);
 340
 341         down_write(&bs->bs_kgts_sema);
 342         bs->bs_async_dsr_bytes = 0;
 343         bs->bs_async_cbrs = 0;
 344         bs->bs_async_wq = NULL;
 345         up_write(&bs->bs_kgts_sema);
 346 }
 347
 348 /*
 349  * Wait for async GRU instructions to complete.
 350  *
 351  *      input:
 352  *              han - handle to identify resources
 353  */
 354 void gru_wait_async_cbr(unsigned long han)
 355 {
 356         struct gru_blade_state *bs = ASYNC_HAN_TO_BS(han);
 357
 358         wait_for_completion(bs->bs_async_wq);
 359         mb();
 360 }
 361
 362 /*
 363  * Lock previous reserved async GRU resources
 364  *
 365  *      input:
 366  *              han - handle to identify resources
 367  *      output:
 368  *              cb  - pointer to first CBR
 369  *              dsr - pointer to first DSR
 370  */
 371 void gru_lock_async_resource(unsigned long han,  void **cb, void **dsr)
 372 {
 373         struct gru_blade_state *bs = ASYNC_HAN_TO_BS(han);
 374         int blade_id = ASYNC_HAN_TO_BID(han);
 375         int ncpus;
 376
 377         gru_lock_kernel_context(blade_id);
 378         ncpus = uv_blade_nr_possible_cpus(blade_id);
 379         if (cb)
 380                 *cb = bs->kernel_cb + ncpus * GRU_HANDLE_STRIDE;
 381         if (dsr)
 382                 *dsr = bs->kernel_dsr + ncpus * GRU_NUM_KERNEL_DSR_BYTES;
 383 }
 384
 385 /*
 386  * Unlock previous reserved async GRU resources
 387  *
 388  *      input:
 389  *              han - handle to identify resources
 390  */
 391 void gru_unlock_async_resource(unsigned long han)
 392 {
 393         int blade_id = ASYNC_HAN_TO_BID(han);
 394
 395         gru_unlock_kernel_context(blade_id);
 396 }
 397
 398 /*----------------------------------------------------------------------*/
 399 int gru_get_cb_exception_detail(void *cb,
 400                 struct control_block_extended_exc_detail *excdet)
 401 {
 402         struct gru_control_block_extended *cbe;
 403         struct gru_thread_state *kgts = NULL;
 404         unsigned long off;
 405         int cbrnum, bid;
 406
 407         /*
 408          * Locate kgts for cb. This algorithm is SLOW but
 409          * this function is rarely called (ie., almost never).
 410          * Performance does not matter.
 411          */
 412         for_each_possible_blade(bid) {
 413                 if (!gru_base[bid])
 414                         break;
 415                 kgts = gru_base[bid]->bs_kgts;
 416                 if (!kgts || !kgts->ts_gru)
 417                         continue;
 418                 off = cb - kgts->ts_gru->gs_gru_base_vaddr;
 419                 if (off < GRU_SIZE)
 420                         break;
 421                 kgts = NULL;
 422         }
 423         BUG_ON(!kgts);
 424         cbrnum = thread_cbr_number(kgts, get_cb_number(cb));
 425         cbe = get_cbe(GRUBASE(cb), cbrnum);
 426         gru_flush_cache(cbe);   /* CBE not coherent */
 427         sync_core();
 428         excdet->opc = cbe->opccpy;
 429         excdet->exopc = cbe->exopccpy;
 430         excdet->ecause = cbe->ecause;
 431         excdet->exceptdet0 = cbe->idef1upd;
 432         excdet->exceptdet1 = cbe->idef3upd;
 433         gru_flush_cache(cbe);
 434         return 0;
 435 }
 436
 437 static char *gru_get_cb_exception_detail_str(int ret, void *cb,
 438                                              char *buf, int size)
 439 {
 440         struct gru_control_block_status *gen = (void *)cb;
 441         struct control_block_extended_exc_detail excdet;
 442
 443         if (ret > 0 && gen->istatus == CBS_EXCEPTION) {
 444                 gru_get_cb_exception_detail(cb, &excdet);
 445                 snprintf(buf, size,
 446                         "GRU:%d exception: cb %p, opc %d, exopc %d, ecause 0x%x,"
 447                         "excdet0 0x%lx, excdet1 0x%x", smp_processor_id(),
 448                         gen, excdet.opc, excdet.exopc, excdet.ecause,
 449                         excdet.exceptdet0, excdet.exceptdet1);
 450         } else {
 451                 snprintf(buf, size, "No exception");
 452         }
 453         return buf;
 454 }
 455
 456 static int gru_wait_idle_or_exception(struct gru_control_block_status *gen)
 457 {
 458         while (gen->istatus >= CBS_ACTIVE) {
 459                 cpu_relax();
 460                 barrier();
 461         }
 462         return gen->istatus;
 463 }
 464
 465 static int gru_retry_exception(void *cb)
 466 {
 467         struct gru_control_block_status *gen = (void *)cb;
 468         struct control_block_extended_exc_detail excdet;
 469         int retry = EXCEPTION_RETRY_LIMIT;
 470
 471         while (1)  {
 472                 if (gru_wait_idle_or_exception(gen) == CBS_IDLE)
 473                         return CBS_IDLE;
 474                 if (gru_get_cb_message_queue_substatus(cb))
 475                         return CBS_EXCEPTION;
 476                 gru_get_cb_exception_detail(cb, &excdet);
 477                 if ((excdet.ecause & ~EXCEPTION_RETRY_BITS) ||
 478                                 (excdet.cbrexecstatus & CBR_EXS_ABORT_OCC))
 479                         break;
 480                 if (retry-- == 0)
 481                         break;
 482                 gen->icmd = 1;
 483                 gru_flush_cache(gen);
 484         }
 485         return CBS_EXCEPTION;
 486 }
 487
 488 int gru_check_status_proc(void *cb)
 489 {
 490         struct gru_control_block_status *gen = (void *)cb;
 491         int ret;
 492
 493         ret = gen->istatus;
 494         if (ret == CBS_EXCEPTION)
 495                 ret = gru_retry_exception(cb);
 496         rmb();
 497         return ret;
 498
 499 }
 500
 501 int gru_wait_proc(void *cb)
 502 {
 503         struct gru_control_block_status *gen = (void *)cb;
 504         int ret;
 505
 506         ret = gru_wait_idle_or_exception(gen);
 507         if (ret == CBS_EXCEPTION)
 508                 ret = gru_retry_exception(cb);
 509         rmb();
 510         return ret;
 511 }
 512
 513 static void gru_abort(int ret, void *cb, char *str)
 514 {
 515         char buf[GRU_EXC_STR_SIZE];
 516
 517         panic("GRU FATAL ERROR: %s - %s\n", str,
 518               gru_get_cb_exception_detail_str(ret, cb, buf, sizeof(buf)));
 519 }
 520
 521 void gru_wait_abort_proc(void *cb)
 522 {
 523         int ret;
 524
 525         ret = gru_wait_proc(cb);
 526         if (ret)
 527                 gru_abort(ret, cb, "gru_wait_abort");
 528 }
 529
 530
 531 /*------------------------------ MESSAGE QUEUES -----------------------------*/
 532
 533 /* Internal status . These are NOT returned to the user. */
 534 #define MQIE_AGAIN              -1      /* try again */
 535
 536
 537 /*
 538  * Save/restore the "present" flag that is in the second line of 2-line
 539  * messages
 540  */
 541 static inline int get_present2(void *p)
 542 {
 543         struct message_header *mhdr = p + GRU_CACHE_LINE_BYTES;
 544         return mhdr->present;
 545 }
 546
 547 static inline void restore_present2(void *p, int val)
 548 {
 549         struct message_header *mhdr = p + GRU_CACHE_LINE_BYTES;
 550         mhdr->present = val;
 551 }
 552
 553 /*
 554  * Create a message queue.
 555  *      qlines - message queue size in cache lines. Includes 2-line header.
 556  */
 557 int gru_create_message_queue(struct gru_message_queue_desc *mqd,
 558                 void *p, unsigned int bytes, int nasid, int vector, int apicid)
 559 {
 560         struct message_queue *mq = p;
 561         unsigned int qlines;
 562
 563         qlines = bytes / GRU_CACHE_LINE_BYTES - 2;
 564         memset(mq, 0, bytes);
 565         mq->start = &mq->data;
 566         mq->start2 = &mq->data + (qlines / 2 - 1) * GRU_CACHE_LINE_BYTES;
 567         mq->next = &mq->data;
 568         mq->limit = &mq->data + (qlines - 2) * GRU_CACHE_LINE_BYTES;
 569         mq->qlines = qlines;
 570         mq->hstatus[0] = 0;
 571         mq->hstatus[1] = 1;
 572         mq->head = gru_mesq_head(2, qlines / 2 + 1);
 573         mqd->mq = mq;
 574         mqd->mq_gpa = uv_gpa(mq);
 575         mqd->qlines = qlines;
 576         mqd->interrupt_pnode = nasid >> 1;
 577         mqd->interrupt_vector = vector;
 578         mqd->interrupt_apicid = apicid;
 579         return 0;
 580 }
 581 EXPORT_SYMBOL_GPL(gru_create_message_queue);
 582
 583 /*
 584  * Send a NOOP message to a message queue
 585  *      Returns:
 586  *               0 - if queue is full after the send. This is the normal case
 587  *                   but various races can change this.
 588  *              -1 - if mesq sent successfully but queue not full
 589  *              >0 - unexpected error. MQE_xxx returned
 590  */
 591 static int send_noop_message(void *cb, struct gru_message_queue_desc *mqd,
 592                                 void *mesg)
 593 {
 594         const struct message_header noop_header = {
 595                                         .present = MQS_NOOP, .lines = 1};
 596         unsigned long m;
 597         int substatus, ret;
 598         struct message_header save_mhdr, *mhdr = mesg;
 599
 600         STAT(mesq_noop);
 601         save_mhdr = *mhdr;
 602         *mhdr = noop_header;
 603         gru_mesq(cb, mqd->mq_gpa, gru_get_tri(mhdr), 1, IMA);
 604         ret = gru_wait(cb);
 605
 606         if (ret) {
 607                 substatus = gru_get_cb_message_queue_substatus(cb);
 608                 switch (substatus) {
 609                 case CBSS_NO_ERROR:
 610                         STAT(mesq_noop_unexpected_error);
 611                         ret = MQE_UNEXPECTED_CB_ERR;
 612                         break;
 613                 case CBSS_LB_OVERFLOWED:
 614                         STAT(mesq_noop_lb_overflow);
 615                         ret = MQE_CONGESTION;
 616                         break;
 617                 case CBSS_QLIMIT_REACHED:
 618                         STAT(mesq_noop_qlimit_reached);
 619                         ret = 0;
 620                         break;
 621                 case CBSS_AMO_NACKED:
 622                         STAT(mesq_noop_amo_nacked);
 623                         ret = MQE_CONGESTION;
 624                         break;
 625                 case CBSS_PUT_NACKED:
 626                         STAT(mesq_noop_put_nacked);
 627                         m = mqd->mq_gpa + (gru_get_amo_value_head(cb) << 6);
 628                         gru_vstore(cb, m, gru_get_tri(mesg), XTYPE_CL, 1, 1,
 629                                                 IMA);
 630                         if (gru_wait(cb) == CBS_IDLE)
 631                                 ret = MQIE_AGAIN;
 632                         else
 633                                 ret = MQE_UNEXPECTED_CB_ERR;
 634                         break;
 635                 case CBSS_PAGE_OVERFLOW:
 636                         STAT(mesq_noop_page_overflow);
 637                         /* fall through */
 638                 default:
 639                         BUG();
 640                 }
 641         }
 642         *mhdr = save_mhdr;
 643         return ret;
 644 }
 645
 646 /*
 647  * Handle a gru_mesq full.
 648  */
 649 static int send_message_queue_full(void *cb, struct gru_message_queue_desc *mqd,
 650                                 void *mesg, int lines)
 651 {
 652         union gru_mesqhead mqh;
 653         unsigned int limit, head;
 654         unsigned long avalue;
 655         int half, qlines;
 656
 657         /* Determine if switching to first/second half of q */
 658         avalue = gru_get_amo_value(cb);
 659         head = gru_get_amo_value_head(cb);
 660         limit = gru_get_amo_value_limit(cb);
 661
 662         qlines = mqd->qlines;
 663         half = (limit != qlines);
 664
 665         if (half)
 666                 mqh = gru_mesq_head(qlines / 2 + 1, qlines);
 667         else
 668                 mqh = gru_mesq_head(2, qlines / 2 + 1);
 669
 670         /* Try to get lock for switching head pointer */
 671         gru_gamir(cb, EOP_IR_CLR, HSTATUS(mqd->mq_gpa, half), XTYPE_DW, IMA);
 672         if (gru_wait(cb) != CBS_IDLE)
 673                 goto cberr;
 674         if (!gru_get_amo_value(cb)) {
 675                 STAT(mesq_qf_locked);
 676                 return MQE_QUEUE_FULL;
 677         }
 678
 679         /* Got the lock. Send optional NOP if queue not full, */
 680         if (head != limit) {
 681                 if (send_noop_message(cb, mqd, mesg)) {
 682                         gru_gamir(cb, EOP_IR_INC, HSTATUS(mqd->mq_gpa, half),
 683                                         XTYPE_DW, IMA);
 684                         if (gru_wait(cb) != CBS_IDLE)
 685                                 goto cberr;
 686                         STAT(mesq_qf_noop_not_full);
 687                         return MQIE_AGAIN;
 688                 }
 689                 avalue++;
 690         }
 691
 692         /* Then flip queuehead to other half of queue. */
 693         gru_gamer(cb, EOP_ERR_CSWAP, mqd->mq_gpa, XTYPE_DW, mqh.val, avalue,
 694                                                         IMA);
 695         if (gru_wait(cb) != CBS_IDLE)
 696                 goto cberr;
 697
 698         /* If not successfully in swapping queue head, clear the hstatus lock */
 699         if (gru_get_amo_value(cb) != avalue) {
 700                 STAT(mesq_qf_switch_head_failed);
 701                 gru_gamir(cb, EOP_IR_INC, HSTATUS(mqd->mq_gpa, half), XTYPE_DW,
 702                                                         IMA);
 703                 if (gru_wait(cb) != CBS_IDLE)
 704                         goto cberr;
 705         }
 706         return MQIE_AGAIN;
 707 cberr:
 708         STAT(mesq_qf_unexpected_error);
 709         return MQE_UNEXPECTED_CB_ERR;
 710 }
 711
 712 /*
 713  * Handle a PUT failure. Note: if message was a 2-line message, one of the
 714  * lines might have successfully have been written. Before sending the
 715  * message, "present" must be cleared in BOTH lines to prevent the receiver
 716  * from prematurely seeing the full message.
 717  */
 718 static int send_message_put_nacked(void *cb, struct gru_message_queue_desc *mqd,
 719                         void *mesg, int lines)
 720 {
 721         unsigned long m;
 722         int ret, loops = 200;   /* experimentally determined */
 723
 724         m = mqd->mq_gpa + (gru_get_amo_value_head(cb) << 6);
 725         if (lines == 2) {
 726                 gru_vset(cb, m, 0, XTYPE_CL, lines, 1, IMA);
 727                 if (gru_wait(cb) != CBS_IDLE)
 728                         return MQE_UNEXPECTED_CB_ERR;
 729         }
 730         gru_vstore(cb, m, gru_get_tri(mesg), XTYPE_CL, lines, 1, IMA);
 731         if (gru_wait(cb) != CBS_IDLE)
 732                 return MQE_UNEXPECTED_CB_ERR;
 733
 734         if (!mqd->interrupt_vector)
 735                 return MQE_OK;
 736
 737         /*
 738          * Send a noop message in order to deliver a cross-partition interrupt
 739          * to the SSI that contains the target message queue. Normally, the
 740          * interrupt is automatically delivered by hardware following mesq
 741          * operations, but some error conditions require explicit delivery.
 742          * The noop message will trigger delivery. Otherwise partition failures
 743          * could cause unrecovered errors.
 744          */
 745         do {
 746                 ret = send_noop_message(cb, mqd, mesg);
 747         } while ((ret == MQIE_AGAIN || ret == MQE_CONGESTION) && (loops-- > 0));
 748
 749         if (ret == MQIE_AGAIN || ret == MQE_CONGESTION) {
 750                 /*
 751                  * Don't indicate to the app to resend the message, as it's
 752                  * already been successfully sent.  We simply send an OK
 753                  * (rather than fail the send with MQE_UNEXPECTED_CB_ERR),
 754                  * assuming that the other side is receiving enough
 755                  * interrupts to get this message processed anyway.
 756                  */
 757                 ret = MQE_OK;
 758         }
 759         return ret;
 760 }
 761
 762 /*
 763  * Handle a gru_mesq failure. Some of these failures are software recoverable
 764  * or retryable.
 765  */
 766 static int send_message_failure(void *cb, struct gru_message_queue_desc *mqd,
 767                                 void *mesg, int lines)
 768 {
 769         int substatus, ret = 0;
 770
 771         substatus = gru_get_cb_message_queue_substatus(cb);
 772         switch (substatus) {
 773         case CBSS_NO_ERROR:
 774                 STAT(mesq_send_unexpected_error);
 775                 ret = MQE_UNEXPECTED_CB_ERR;
 776                 break;
 777         case CBSS_LB_OVERFLOWED:
 778                 STAT(mesq_send_lb_overflow);
 779                 ret = MQE_CONGESTION;
 780                 break;
 781         case CBSS_QLIMIT_REACHED:
 782                 STAT(mesq_send_qlimit_reached);
 783                 ret = send_message_queue_full(cb, mqd, mesg, lines);
 784                 break;
 785         case CBSS_AMO_NACKED:
 786                 STAT(mesq_send_amo_nacked);
 787                 ret = MQE_CONGESTION;
 788                 break;
 789         case CBSS_PUT_NACKED:
 790                 STAT(mesq_send_put_nacked);
 791                 ret = send_message_put_nacked(cb, mqd, mesg, lines);
 792                 break;
 793         case CBSS_PAGE_OVERFLOW:
 794                 STAT(mesq_page_overflow);
 795                 /* fall through */
 796         default:
 797                 BUG();
 798         }
 799         return ret;
 800 }
 801
 802 /*
 803  * Send a message to a message queue
 804  *      mqd     message queue descriptor
 805  *      mesg    message. ust be vaddr within a GSEG
 806  *      bytes   message size (<= 2 CL)
 807  */
 808 int gru_send_message_gpa(struct gru_message_queue_desc *mqd, void *mesg,
 809                                 unsigned int bytes)
 810 {
 811         struct message_header *mhdr;
 812         void *cb;
 813         void *dsr;
 814         int istatus, clines, ret;
 815
 816         STAT(mesq_send);
 817         BUG_ON(bytes < sizeof(int) || bytes > 2 * GRU_CACHE_LINE_BYTES);
 818
 819         clines = DIV_ROUND_UP(bytes, GRU_CACHE_LINE_BYTES);
 820         if (gru_get_cpu_resources(bytes, &cb, &dsr))
 821                 return MQE_BUG_NO_RESOURCES;
 822         memcpy(dsr, mesg, bytes);
 823         mhdr = dsr;
 824         mhdr->present = MQS_FULL;
 825         mhdr->lines = clines;
 826         if (clines == 2) {
 827                 mhdr->present2 = get_present2(mhdr);
 828                 restore_present2(mhdr, MQS_FULL);
 829         }
 830
 831         do {
 832                 ret = MQE_OK;
 833                 gru_mesq(cb, mqd->mq_gpa, gru_get_tri(mhdr), clines, IMA);
 834                 istatus = gru_wait(cb);
 835                 if (istatus != CBS_IDLE)
 836                         ret = send_message_failure(cb, mqd, dsr, clines);
 837         } while (ret == MQIE_AGAIN);
 838         gru_free_cpu_resources(cb, dsr);
 839
 840         if (ret)
 841                 STAT(mesq_send_failed);
 842         return ret;
 843 }
 844 EXPORT_SYMBOL_GPL(gru_send_message_gpa);
 845
 846 /*
 847  * Advance the receive pointer for the queue to the next message.
 848  */
 849 void gru_free_message(struct gru_message_queue_desc *mqd, void *mesg)
 850 {
 851         struct message_queue *mq = mqd->mq;
 852         struct message_header *mhdr = mq->next;
 853         void *next, *pnext;
 854         int half = -1;
 855         int lines = mhdr->lines;
 856
 857         if (lines == 2)
 858                 restore_present2(mhdr, MQS_EMPTY);
 859         mhdr->present = MQS_EMPTY;
 860
 861         pnext = mq->next;
 862         next = pnext + GRU_CACHE_LINE_BYTES * lines;
 863         if (next == mq->limit) {
 864                 next = mq->start;
 865                 half = 1;
 866         } else if (pnext < mq->start2 && next >= mq->start2) {
 867                 half = 0;
 868         }
 869
 870         if (half >= 0)
 871                 mq->hstatus[half] = 1;
 872         mq->next = next;
 873 }
 874 EXPORT_SYMBOL_GPL(gru_free_message);
 875
 876 /*
 877  * Get next message from message queue. Return NULL if no message
 878  * present. User must call next_message() to move to next message.
 879  *      rmq     message queue
 880  */
 881 void *gru_get_next_message(struct gru_message_queue_desc *mqd)
 882 {
 883         struct message_queue *mq = mqd->mq;
 884         struct message_header *mhdr = mq->next;
 885         int present = mhdr->present;
 886
 887         /* skip NOOP messages */
 888         while (present == MQS_NOOP) {
 889                 gru_free_message(mqd, mhdr);
 890                 mhdr = mq->next;
 891                 present = mhdr->present;
 892         }
 893
 894         /* Wait for both halves of 2 line messages */
 895         if (present == MQS_FULL && mhdr->lines == 2 &&
 896                                 get_present2(mhdr) == MQS_EMPTY)
 897                 present = MQS_EMPTY;
 898
 899         if (!present) {
 900                 STAT(mesq_receive_none);
 901                 return NULL;
 902         }
 903
 904         if (mhdr->lines == 2)
 905                 restore_present2(mhdr, mhdr->present2);
 906
 907         STAT(mesq_receive);
 908         return mhdr;
 909 }
 910 EXPORT_SYMBOL_GPL(gru_get_next_message);
 911
 912 /* ---------------------- GRU DATA COPY FUNCTIONS ---------------------------*/
 913
 914 /*
 915  * Load a DW from a global GPA. The GPA can be a memory or MMR address.
 916  */
 917 int gru_read_gpa(unsigned long *value, unsigned long gpa)
 918 {
 919         void *cb;
 920         void *dsr;
 921         int ret, iaa;
 922
 923         STAT(read_gpa);
 924         if (gru_get_cpu_resources(GRU_NUM_KERNEL_DSR_BYTES, &cb, &dsr))
 925                 return MQE_BUG_NO_RESOURCES;
 926         iaa = gpa >> 62;
 927         gru_vload_phys(cb, gpa, gru_get_tri(dsr), iaa, IMA);
 928         ret = gru_wait(cb);
 929         if (ret == CBS_IDLE)
 930                 *value = *(unsigned long *)dsr;
 931         gru_free_cpu_resources(cb, dsr);
 932         return ret;
 933 }
 934 EXPORT_SYMBOL_GPL(gru_read_gpa);
 935
 936
 937 /*
 938  * Copy a block of data using the GRU resources
 939  */
 940 int gru_copy_gpa(unsigned long dest_gpa, unsigned long src_gpa,
 941                                 unsigned int bytes)
 942 {
 943         void *cb;
 944         void *dsr;
 945         int ret;
 946
 947         STAT(copy_gpa);
 948         if (gru_get_cpu_resources(GRU_NUM_KERNEL_DSR_BYTES, &cb, &dsr))
 949                 return MQE_BUG_NO_RESOURCES;
 950         gru_bcopy(cb, src_gpa, dest_gpa, gru_get_tri(dsr),
 951                   XTYPE_B, bytes, GRU_NUM_KERNEL_DSR_CL, IMA);
 952         ret = gru_wait(cb);
 953         gru_free_cpu_resources(cb, dsr);
 954         return ret;
 955 }
 956 EXPORT_SYMBOL_GPL(gru_copy_gpa);
 957
 958 /* ------------------- KERNEL QUICKTESTS RUN AT STARTUP ----------------*/
 959 /*      Temp - will delete after we gain confidence in the GRU          */
 960
 961 static int quicktest0(unsigned long arg)
 962 {
 963         unsigned long word0;
 964         unsigned long word1;
 965         void *cb;
 966         void *dsr;
 967         unsigned long *p;
 968         int ret = -EIO;
 969
 970         if (gru_get_cpu_resources(GRU_CACHE_LINE_BYTES, &cb, &dsr))
 971                 return MQE_BUG_NO_RESOURCES;
 972         p = dsr;
 973         word0 = MAGIC;
 974         word1 = 0;
 975
 976         gru_vload(cb, uv_gpa(&word0), gru_get_tri(dsr), XTYPE_DW, 1, 1, IMA);
 977         if (gru_wait(cb) != CBS_IDLE) {
 978                 printk(KERN_DEBUG "GRU:%d quicktest0: CBR failure 1\n", smp_processor_id());
 979                 goto done;
 980         }
 981
 982         if (*p != MAGIC) {
 983                 printk(KERN_DEBUG "GRU:%d quicktest0 bad magic 0x%lx\n", smp_processor_id(), *p);
 984                 goto done;
 985         }
 986         gru_vstore(cb, uv_gpa(&word1), gru_get_tri(dsr), XTYPE_DW, 1, 1, IMA);
 987         if (gru_wait(cb) != CBS_IDLE) {
 988                 printk(KERN_DEBUG "GRU:%d quicktest0: CBR failure 2\n", smp_processor_id());
 989                 goto done;
 990         }
 991
 992         if (word0 != word1 || word1 != MAGIC) {
 993                 printk(KERN_DEBUG
 994                        "GRU:%d quicktest0 err: found 0x%lx, expected 0x%lx\n",
 995                      smp_processor_id(), word1, MAGIC);
 996                 goto done;
 997         }
 998         ret = 0;
 999
1000 done:
1001         gru_free_cpu_resources(cb, dsr);
1002         return ret;
1003 }
1004
1005 #define ALIGNUP(p, q)   ((void *)(((unsigned long)(p) + (q) - 1) & ~(q - 1)))
1006
1007 static int quicktest1(unsigned long arg)
1008 {
1009         struct gru_message_queue_desc mqd;
1010         void *p, *mq;
1011         int i, ret = -EIO;
1012         char mes[GRU_CACHE_LINE_BYTES], *m;
1013
1014         /* Need  1K cacheline aligned that does not cross page boundary */
1015         p = kmalloc(4096, 0);
1016         if (p == NULL)
1017                 return -ENOMEM;
1018         mq = ALIGNUP(p, 1024);
1019         memset(mes, 0xee, sizeof(mes));
1020
1021         gru_create_message_queue(&mqd, mq, 8 * GRU_CACHE_LINE_BYTES, 0, 0, 0);
1022         for (i = 0; i < 6; i++) {
1023                 mes[8] = i;
1024                 do {
1025                         ret = gru_send_message_gpa(&mqd, mes, sizeof(mes));
1026                 } while (ret == MQE_CONGESTION);
1027                 if (ret)
1028                         break;
1029         }
1030         if (ret != MQE_QUEUE_FULL || i != 4) {
1031                 printk(KERN_DEBUG "GRU:%d quicktest1: unexpect status %d, i %d\n",
1032                        smp_processor_id(), ret, i);
1033                 goto done;
1034         }
1035
1036         for (i = 0; i < 6; i++) {
1037                 m = gru_get_next_message(&mqd);
1038                 if (!m || m[8] != i)
1039                         break;
1040                 gru_free_message(&mqd, m);
1041         }
1042         if (i != 4) {
1043                 printk(KERN_DEBUG "GRU:%d quicktest2: bad message, i %d, m %p, m8 %d\n",
1044                         smp_processor_id(), i, m, m ? m[8] : -1);
1045                 goto done;
1046         }
1047         ret = 0;
1048
1049 done:
1050         kfree(p);
1051         return ret;
1052 }
1053
1054 static int quicktest2(unsigned long arg)
1055 {
1056         static DECLARE_COMPLETION(cmp);
1057         unsigned long han;
1058         int blade_id = 0;
1059         int numcb = 4;
1060         int ret = 0;
1061         unsigned long *buf;
1062         void *cb0, *cb;
1063         struct gru_control_block_status *gen;
1064         int i, k, istatus, bytes;
1065
1066         bytes = numcb * 4 * 8;
1067         buf = kmalloc(bytes, GFP_KERNEL);
1068         if (!buf)
1069                 return -ENOMEM;
1070
1071         ret = -EBUSY;
1072         han = gru_reserve_async_resources(blade_id, numcb, 0, &cmp);
1073         if (!han)
1074                 goto done;
1075
1076         gru_lock_async_resource(han, &cb0, NULL);
1077         memset(buf, 0xee, bytes);
1078         for (i = 0; i < numcb; i++)
1079                 gru_vset(cb0 + i * GRU_HANDLE_STRIDE, uv_gpa(&buf[i * 4]), 0,
1080                                 XTYPE_DW, 4, 1, IMA_INTERRUPT);
1081
1082         ret = 0;
1083         k = numcb;
1084         do {
1085                 gru_wait_async_cbr(han);
1086                 for (i = 0; i < numcb; i++) {
1087                         cb = cb0 + i * GRU_HANDLE_STRIDE;
1088                         istatus = gru_check_status(cb);
1089                         if (istatus != CBS_ACTIVE && istatus != CBS_CALL_OS)
1090                                 break;
1091                 }
1092                 if (i == numcb)
1093                         continue;
1094                 if (istatus != CBS_IDLE) {
1095                         printk(KERN_DEBUG "GRU:%d quicktest2: cb %d, exception\n", smp_processor_id(), i);
1096                         ret = -EFAULT;
1097                 } else if (buf[4 * i] || buf[4 * i + 1] || buf[4 * i + 2] ||
1098                                 buf[4 * i + 3]) {
1099                         printk(KERN_DEBUG "GRU:%d quicktest2:cb %d,  buf 0x%lx, 0x%lx, 0x%lx, 0x%lx\n",
1100                                smp_processor_id(), i, buf[4 * i], buf[4 * i + 1], buf[4 * i + 2], buf[4 * i + 3]);
1101                         ret = -EIO;
1102                 }
1103                 k--;
1104                 gen = cb;
1105                 gen->istatus = CBS_CALL_OS; /* don't handle this CBR again */
1106         } while (k);
1107         BUG_ON(cmp.done);
1108
1109         gru_unlock_async_resource(han);
1110         gru_release_async_resources(han);
1111 done:
1112         kfree(buf);
1113         return ret;
1114 }
1115
1116 #define BUFSIZE 200
1117 static int quicktest3(unsigned long arg)
1118 {
1119         char buf1[BUFSIZE], buf2[BUFSIZE];
1120         int ret = 0;
1121
1122         memset(buf2, 0, sizeof(buf2));
1123         memset(buf1, get_cycles() & 255, sizeof(buf1));
1124         gru_copy_gpa(uv_gpa(buf2), uv_gpa(buf1), BUFSIZE);
1125         if (memcmp(buf1, buf2, BUFSIZE)) {
1126                 printk(KERN_DEBUG "GRU:%d quicktest3 error\n", smp_processor_id());
1127                 ret = -EIO;
1128         }
1129         return ret;
1130 }
1131
1132 /*
1133  * Debugging only. User hook for various kernel tests
1134  * of driver & gru.
1135  */
1136 int gru_ktest(unsigned long arg)
1137 {
1138         int ret = -EINVAL;
1139
1140         switch (arg & 0xff) {
1141         case 0:
1142                 ret = quicktest0(arg);
1143                 break;
1144         case 1:
1145                 ret = quicktest1(arg);
1146                 break;
1147         case 2:
1148                 ret = quicktest2(arg);
1149                 break;
1150         case 3:
1151                 ret = quicktest3(arg);
1152                 break;
1153         case 99:
1154                 ret = gru_free_kernel_contexts();
1155                 break;
1156         }
1157         return ret;
1158
1159 }
1160
1161 int gru_kservices_init(void)
1162 {
1163         return 0;
1164 }
1165
1166 void gru_kservices_exit(void)
1167 {
1168         if (gru_free_kernel_contexts())
1169                 BUG();
1170 }
1171