[PATCH] spufs: clean up use of bitops
[pandora-kernel.git] / arch / powerpc / platforms / cell / spu_base.c
1 /*
2  * Low-level SPU handling
3  *
4  * (C) Copyright IBM Deutschland Entwicklung GmbH 2005
5  *
6  * Author: Arnd Bergmann <arndb@de.ibm.com>
7  *
8  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
9  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
10  * the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
11  * any later version.
12  *
13  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
16  * GNU General Public License for more details.
17  *
18  * You should have received a copy of the GNU General Public License
19  * along with this program; if not, write to the Free Software
20  * Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
21  */
22
23 #undef DEBUG
24
25 #include <linux/interrupt.h>
26 #include <linux/list.h>
27 #include <linux/module.h>
28 #include <linux/poll.h>
29 #include <linux/ptrace.h>
30 #include <linux/slab.h>
31 #include <linux/wait.h>
32
33 #include <asm/io.h>
34 #include <asm/prom.h>
35 #include <asm/semaphore.h>
36 #include <asm/spu.h>
37 #include <asm/mmu_context.h>
38
39 #include "interrupt.h"
40
41 static int __spu_trap_invalid_dma(struct spu *spu)
42 {
43         pr_debug("%s\n", __FUNCTION__);
44         force_sig(SIGBUS, /* info, */ current);
45         return 0;
46 }
47
48 static int __spu_trap_dma_align(struct spu *spu)
49 {
50         pr_debug("%s\n", __FUNCTION__);
51         force_sig(SIGBUS, /* info, */ current);
52         return 0;
53 }
54
55 static int __spu_trap_error(struct spu *spu)
56 {
57         pr_debug("%s\n", __FUNCTION__);
58         force_sig(SIGILL, /* info, */ current);
59         return 0;
60 }
61
62 static void spu_restart_dma(struct spu *spu)
63 {
64         struct spu_priv2 __iomem *priv2 = spu->priv2;
65
66         if (!test_bit(SPU_CONTEXT_SWITCH_PENDING, &spu->flags))
67                 out_be64(&priv2->mfc_control_RW, MFC_CNTL_RESTART_DMA_COMMAND);
68 }
69
70 static int __spu_trap_data_seg(struct spu *spu, unsigned long ea)
71 {
72         struct spu_priv2 __iomem *priv2 = spu->priv2;
73         struct mm_struct *mm = spu->mm;
74         u64 esid, vsid;
75
76         pr_debug("%s\n", __FUNCTION__);
77
78         if (test_bit(SPU_CONTEXT_SWITCH_ACTIVE, &spu->flags)) {
79                 /* SLBs are pre-loaded for context switch, so
80                  * we should never get here!
81                  */
82                 printk("%s: invalid access during switch!\n", __func__);
83                 return 1;
84         }
85         if (!mm || (REGION_ID(ea) != USER_REGION_ID)) {
86                 /* Future: support kernel segments so that drivers
87                  * can use SPUs.
88                  */
89                 pr_debug("invalid region access at %016lx\n", ea);
90                 return 1;
91         }
92
93         esid = (ea & ESID_MASK) | SLB_ESID_V;
94         vsid = (get_vsid(mm->context.id, ea) << SLB_VSID_SHIFT) | SLB_VSID_USER;
95         if (in_hugepage_area(mm->context, ea))
96                 vsid |= SLB_VSID_L;
97
98         out_be64(&priv2->slb_index_W, spu->slb_replace);
99         out_be64(&priv2->slb_vsid_RW, vsid);
100         out_be64(&priv2->slb_esid_RW, esid);
101
102         spu->slb_replace++;
103         if (spu->slb_replace >= 8)
104                 spu->slb_replace = 0;
105
106         spu_restart_dma(spu);
107
108         return 0;
109 }
110
111 extern int hash_page(unsigned long ea, unsigned long access, unsigned long trap); //XXX
112 static int __spu_trap_data_map(struct spu *spu, unsigned long ea, u64 dsisr)
113 {
114         pr_debug("%s\n", __FUNCTION__);
115
116         /* Handle kernel space hash faults immediately.
117            User hash faults need to be deferred to process context. */
118         if ((dsisr & MFC_DSISR_PTE_NOT_FOUND)
119             && REGION_ID(ea) != USER_REGION_ID
120             && hash_page(ea, _PAGE_PRESENT, 0x300) == 0) {
121                 spu_restart_dma(spu);
122                 return 0;
123         }
124
125         if (test_bit(SPU_CONTEXT_SWITCH_ACTIVE, &spu->flags)) {
126                 printk("%s: invalid access during switch!\n", __func__);
127                 return 1;
128         }
129
130         spu->dar = ea;
131         spu->dsisr = dsisr;
132         mb();
133         if (spu->stop_callback)
134                 spu->stop_callback(spu);
135         return 0;
136 }
137
138 static int __spu_trap_mailbox(struct spu *spu)
139 {
140         if (spu->ibox_callback)
141                 spu->ibox_callback(spu);
142
143         /* atomically disable SPU mailbox interrupts */
144         spin_lock(&spu->register_lock);
145         out_be64(&spu->priv1->int_mask_class2_RW,
146                 in_be64(&spu->priv1->int_mask_class2_RW) & ~0x1);
147         spin_unlock(&spu->register_lock);
148         return 0;
149 }
150
151 static int __spu_trap_stop(struct spu *spu)
152 {
153         pr_debug("%s\n", __FUNCTION__);
154         spu->stop_code = in_be32(&spu->problem->spu_status_R);
155         if (spu->stop_callback)
156                 spu->stop_callback(spu);
157         return 0;
158 }
159
160 static int __spu_trap_halt(struct spu *spu)
161 {
162         pr_debug("%s\n", __FUNCTION__);
163         spu->stop_code = in_be32(&spu->problem->spu_status_R);
164         if (spu->stop_callback)
165                 spu->stop_callback(spu);
166         return 0;
167 }
168
169 static int __spu_trap_tag_group(struct spu *spu)
170 {
171         pr_debug("%s\n", __FUNCTION__);
172         /* wake_up(&spu->dma_wq); */
173         return 0;
174 }
175
176 static int __spu_trap_spubox(struct spu *spu)
177 {
178         if (spu->wbox_callback)
179                 spu->wbox_callback(spu);
180
181         /* atomically disable SPU mailbox interrupts */
182         spin_lock(&spu->register_lock);
183         out_be64(&spu->priv1->int_mask_class2_RW,
184                 in_be64(&spu->priv1->int_mask_class2_RW) & ~0x10);
185         spin_unlock(&spu->register_lock);
186         return 0;
187 }
188
189 static irqreturn_t
190 spu_irq_class_0(int irq, void *data, struct pt_regs *regs)
191 {
192         struct spu *spu;
193
194         spu = data;
195         spu->class_0_pending = 1;
196         if (spu->stop_callback)
197                 spu->stop_callback(spu);
198
199         return IRQ_HANDLED;
200 }
201
202 int
203 spu_irq_class_0_bottom(struct spu *spu)
204 {
205         unsigned long stat, mask;
206
207         spu->class_0_pending = 0;
208
209         mask = in_be64(&spu->priv1->int_mask_class0_RW);
210         stat = in_be64(&spu->priv1->int_stat_class0_RW);
211
212         stat &= mask;
213
214         if (stat & 1) /* invalid MFC DMA */
215                 __spu_trap_invalid_dma(spu);
216
217         if (stat & 2) /* invalid DMA alignment */
218                 __spu_trap_dma_align(spu);
219
220         if (stat & 4) /* error on SPU */
221                 __spu_trap_error(spu);
222
223         out_be64(&spu->priv1->int_stat_class0_RW, stat);
224
225         return (stat & 0x7) ? -EIO : 0;
226 }
227 EXPORT_SYMBOL_GPL(spu_irq_class_0_bottom);
228
229 static irqreturn_t
230 spu_irq_class_1(int irq, void *data, struct pt_regs *regs)
231 {
232         struct spu *spu;
233         unsigned long stat, mask, dar, dsisr;
234
235         spu = data;
236
237         /* atomically read & clear class1 status. */
238         spin_lock(&spu->register_lock);
239         mask  = in_be64(&spu->priv1->int_mask_class1_RW);
240         stat  = in_be64(&spu->priv1->int_stat_class1_RW) & mask;
241         dar   = in_be64(&spu->priv1->mfc_dar_RW);
242         dsisr = in_be64(&spu->priv1->mfc_dsisr_RW);
243         if (stat & 2) /* mapping fault */
244                 out_be64(&spu->priv1->mfc_dsisr_RW, 0UL);
245         out_be64(&spu->priv1->int_stat_class1_RW, stat);
246         spin_unlock(&spu->register_lock);
247
248         if (stat & 1) /* segment fault */
249                 __spu_trap_data_seg(spu, dar);
250
251         if (stat & 2) { /* mapping fault */
252                 __spu_trap_data_map(spu, dar, dsisr);
253         }
254
255         if (stat & 4) /* ls compare & suspend on get */
256                 ;
257
258         if (stat & 8) /* ls compare & suspend on put */
259                 ;
260
261         return stat ? IRQ_HANDLED : IRQ_NONE;
262 }
263 EXPORT_SYMBOL_GPL(spu_irq_class_1_bottom);
264
265 static irqreturn_t
266 spu_irq_class_2(int irq, void *data, struct pt_regs *regs)
267 {
268         struct spu *spu;
269         unsigned long stat;
270         unsigned long mask;
271
272         spu = data;
273         stat = in_be64(&spu->priv1->int_stat_class2_RW);
274         mask = in_be64(&spu->priv1->int_mask_class2_RW);
275
276         pr_debug("class 2 interrupt %d, %lx, %lx\n", irq, stat, mask);
277
278         stat &= mask;
279
280         if (stat & 1)  /* PPC core mailbox */
281                 __spu_trap_mailbox(spu);
282
283         if (stat & 2) /* SPU stop-and-signal */
284                 __spu_trap_stop(spu);
285
286         if (stat & 4) /* SPU halted */
287                 __spu_trap_halt(spu);
288
289         if (stat & 8) /* DMA tag group complete */
290                 __spu_trap_tag_group(spu);
291
292         if (stat & 0x10) /* SPU mailbox threshold */
293                 __spu_trap_spubox(spu);
294
295         out_be64(&spu->priv1->int_stat_class2_RW, stat);
296         return stat ? IRQ_HANDLED : IRQ_NONE;
297 }
298
299 static int
300 spu_request_irqs(struct spu *spu)
301 {
302         int ret;
303         int irq_base;
304
305         irq_base = IIC_NODE_STRIDE * spu->node + IIC_SPE_OFFSET;
306
307         snprintf(spu->irq_c0, sizeof (spu->irq_c0), "spe%02d.0", spu->number);
308         ret = request_irq(irq_base + spu->isrc,
309                  spu_irq_class_0, 0, spu->irq_c0, spu);
310         if (ret)
311                 goto out;
312         out_be64(&spu->priv1->int_mask_class0_RW, 0x7);
313
314         snprintf(spu->irq_c1, sizeof (spu->irq_c1), "spe%02d.1", spu->number);
315         ret = request_irq(irq_base + IIC_CLASS_STRIDE + spu->isrc,
316                  spu_irq_class_1, 0, spu->irq_c1, spu);
317         if (ret)
318                 goto out1;
319         out_be64(&spu->priv1->int_mask_class1_RW, 0x3);
320
321         snprintf(spu->irq_c2, sizeof (spu->irq_c2), "spe%02d.2", spu->number);
322         ret = request_irq(irq_base + 2*IIC_CLASS_STRIDE + spu->isrc,
323                  spu_irq_class_2, 0, spu->irq_c2, spu);
324         if (ret)
325                 goto out2;
326         out_be64(&spu->priv1->int_mask_class2_RW, 0xe);
327         goto out;
328
329 out2:
330         free_irq(irq_base + IIC_CLASS_STRIDE + spu->isrc, spu);
331 out1:
332         free_irq(irq_base + spu->isrc, spu);
333 out:
334         return ret;
335 }
336
337 static void
338 spu_free_irqs(struct spu *spu)
339 {
340         int irq_base;
341
342         irq_base = IIC_NODE_STRIDE * spu->node + IIC_SPE_OFFSET;
343
344         free_irq(irq_base + spu->isrc, spu);
345         free_irq(irq_base + IIC_CLASS_STRIDE + spu->isrc, spu);
346         free_irq(irq_base + 2*IIC_CLASS_STRIDE + spu->isrc, spu);
347 }
348
349 static LIST_HEAD(spu_list);
350 static DECLARE_MUTEX(spu_mutex);
351
352 static void spu_init_channels(struct spu *spu)
353 {
354         static const struct {
355                  unsigned channel;
356                  unsigned count;
357         } zero_list[] = {
358                 { 0x00, 1, }, { 0x01, 1, }, { 0x03, 1, }, { 0x04, 1, },
359                 { 0x18, 1, }, { 0x19, 1, }, { 0x1b, 1, }, { 0x1d, 1, },
360         }, count_list[] = {
361                 { 0x00, 0, }, { 0x03, 0, }, { 0x04, 0, }, { 0x15, 16, },
362                 { 0x17, 1, }, { 0x18, 0, }, { 0x19, 0, }, { 0x1b, 0, },
363                 { 0x1c, 1, }, { 0x1d, 0, }, { 0x1e, 1, },
364         };
365         struct spu_priv2 *priv2;
366         int i;
367
368         priv2 = spu->priv2;
369
370         /* initialize all channel data to zero */
371         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(zero_list); i++) {
372                 int count;
373
374                 out_be64(&priv2->spu_chnlcntptr_RW, zero_list[i].channel);
375                 for (count = 0; count < zero_list[i].count; count++)
376                         out_be64(&priv2->spu_chnldata_RW, 0);
377         }
378
379         /* initialize channel counts to meaningful values */
380         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(count_list); i++) {
381                 out_be64(&priv2->spu_chnlcntptr_RW, count_list[i].channel);
382                 out_be64(&priv2->spu_chnlcnt_RW, count_list[i].count);
383         }
384 }
385
386 static void spu_init_regs(struct spu *spu)
387 {
388         out_be64(&spu->priv1->int_mask_class0_RW, 0x7);
389         out_be64(&spu->priv1->int_mask_class1_RW, 0x3);
390         out_be64(&spu->priv1->int_mask_class2_RW, 0xe);
391 }
392
393 struct spu *spu_alloc(void)
394 {
395         struct spu *spu;
396
397         down(&spu_mutex);
398         if (!list_empty(&spu_list)) {
399                 spu = list_entry(spu_list.next, struct spu, list);
400                 list_del_init(&spu->list);
401                 pr_debug("Got SPU %x %d\n", spu->isrc, spu->number);
402         } else {
403                 pr_debug("No SPU left\n");
404                 spu = NULL;
405         }
406         up(&spu_mutex);
407
408         if (spu) {
409                 spu_init_channels(spu);
410                 spu_init_regs(spu);
411         }
412
413         return spu;
414 }
415 EXPORT_SYMBOL_GPL(spu_alloc);
416
417 void spu_free(struct spu *spu)
418 {
419         down(&spu_mutex);
420         list_add_tail(&spu->list, &spu_list);
421         up(&spu_mutex);
422 }
423 EXPORT_SYMBOL_GPL(spu_free);
424
425 static int spu_handle_mm_fault(struct spu *spu)
426 {
427         struct mm_struct *mm = spu->mm;
428         struct vm_area_struct *vma;
429         u64 ea, dsisr, is_write;
430         int ret;
431
432         ea = spu->dar;
433         dsisr = spu->dsisr;
434 #if 0
435         if (!IS_VALID_EA(ea)) {
436                 return -EFAULT;
437         }
438 #endif /* XXX */
439         if (mm == NULL) {
440                 return -EFAULT;
441         }
442         if (mm->pgd == NULL) {
443                 return -EFAULT;
444         }
445
446         down_read(&mm->mmap_sem);
447         vma = find_vma(mm, ea);
448         if (!vma)
449                 goto bad_area;
450         if (vma->vm_start <= ea)
451                 goto good_area;
452         if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
453                 goto bad_area;
454 #if 0
455         if (expand_stack(vma, ea))
456                 goto bad_area;
457 #endif /* XXX */
458 good_area:
459         is_write = dsisr & MFC_DSISR_ACCESS_PUT;
460         if (is_write) {
461                 if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE))
462                         goto bad_area;
463         } else {
464                 if (dsisr & MFC_DSISR_ACCESS_DENIED)
465                         goto bad_area;
466                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC)))
467                         goto bad_area;
468         }
469         ret = 0;
470         switch (handle_mm_fault(mm, vma, ea, is_write)) {
471         case VM_FAULT_MINOR:
472                 current->min_flt++;
473                 break;
474         case VM_FAULT_MAJOR:
475                 current->maj_flt++;
476                 break;
477         case VM_FAULT_SIGBUS:
478                 ret = -EFAULT;
479                 goto bad_area;
480         case VM_FAULT_OOM:
481                 ret = -ENOMEM;
482                 goto bad_area;
483         default:
484                 BUG();
485         }
486         up_read(&mm->mmap_sem);
487         return ret;
488
489 bad_area:
490         up_read(&mm->mmap_sem);
491         return -EFAULT;
492 }
493
494 int spu_irq_class_1_bottom(struct spu *spu)
495 {
496         u64 ea, dsisr, access, error = 0UL;
497         int ret = 0;
498
499         ea = spu->dar;
500         dsisr = spu->dsisr;
501         if (dsisr & MFC_DSISR_PTE_NOT_FOUND) {
502                 access = (_PAGE_PRESENT | _PAGE_USER);
503                 access |= (dsisr & MFC_DSISR_ACCESS_PUT) ? _PAGE_RW : 0UL;
504                 if (hash_page(ea, access, 0x300) != 0)
505                         error |= CLASS1_ENABLE_STORAGE_FAULT_INTR;
506         }
507         if ((error & CLASS1_ENABLE_STORAGE_FAULT_INTR) ||
508             (dsisr & MFC_DSISR_ACCESS_DENIED)) {
509                 if ((ret = spu_handle_mm_fault(spu)) != 0)
510                         error |= CLASS1_ENABLE_STORAGE_FAULT_INTR;
511                 else
512                         error &= ~CLASS1_ENABLE_STORAGE_FAULT_INTR;
513         }
514         spu->dar = 0UL;
515         spu->dsisr = 0UL;
516         if (!error) {
517                 spu_restart_dma(spu);
518         } else {
519                 __spu_trap_invalid_dma(spu);
520         }
521         return ret;
522 }
523
524 static void __iomem * __init map_spe_prop(struct device_node *n,
525                                                  const char *name)
526 {
527         struct address_prop {
528                 unsigned long address;
529                 unsigned int len;
530         } __attribute__((packed)) *prop;
531
532         void *p;
533         int proplen;
534
535         p = get_property(n, name, &proplen);
536         if (proplen != sizeof (struct address_prop))
537                 return NULL;
538
539         prop = p;
540
541         return ioremap(prop->address, prop->len);
542 }
543
544 static void spu_unmap(struct spu *spu)
545 {
546         iounmap(spu->priv2);
547         iounmap(spu->priv1);
548         iounmap(spu->problem);
549         iounmap((u8 __iomem *)spu->local_store);
550 }
551
552 static int __init spu_map_device(struct spu *spu, struct device_node *spe)
553 {
554         char *prop;
555         int ret;
556
557         ret = -ENODEV;
558         prop = get_property(spe, "isrc", NULL);
559         if (!prop)
560                 goto out;
561         spu->isrc = *(unsigned int *)prop;
562
563         spu->name = get_property(spe, "name", NULL);
564         if (!spu->name)
565                 goto out;
566
567         prop = get_property(spe, "local-store", NULL);
568         if (!prop)
569                 goto out;
570         spu->local_store_phys = *(unsigned long *)prop;
571
572         /* we use local store as ram, not io memory */
573         spu->local_store = (void __force *)map_spe_prop(spe, "local-store");
574         if (!spu->local_store)
575                 goto out;
576
577         spu->problem= map_spe_prop(spe, "problem");
578         if (!spu->problem)
579                 goto out_unmap;
580
581         spu->priv1= map_spe_prop(spe, "priv1");
582         if (!spu->priv1)
583                 goto out_unmap;
584
585         spu->priv2= map_spe_prop(spe, "priv2");
586         if (!spu->priv2)
587                 goto out_unmap;
588         ret = 0;
589         goto out;
590
591 out_unmap:
592         spu_unmap(spu);
593 out:
594         return ret;
595 }
596
597 static int __init find_spu_node_id(struct device_node *spe)
598 {
599         unsigned int *id;
600         struct device_node *cpu;
601
602         cpu = spe->parent->parent;
603         id = (unsigned int *)get_property(cpu, "node-id", NULL);
604
605         return id ? *id : 0;
606 }
607
608 static int __init create_spu(struct device_node *spe)
609 {
610         struct spu *spu;
611         int ret;
612         static int number;
613
614         ret = -ENOMEM;
615         spu = kmalloc(sizeof (*spu), GFP_KERNEL);
616         if (!spu)
617                 goto out;
618
619         ret = spu_map_device(spu, spe);
620         if (ret)
621                 goto out_free;
622
623         spu->node = find_spu_node_id(spe);
624         spu->stop_code = 0;
625         spu->slb_replace = 0;
626         spu->mm = NULL;
627         spu->ctx = NULL;
628         spu->rq = NULL;
629         spu->pid = 0;
630         spu->class_0_pending = 0;
631         spu->flags = 0UL;
632         spu->dar = 0UL;
633         spu->dsisr = 0UL;
634         spin_lock_init(&spu->register_lock);
635
636         out_be64(&spu->priv1->mfc_sdr_RW, mfspr(SPRN_SDR1));
637         out_be64(&spu->priv1->mfc_sr1_RW, 0x33);
638
639         spu->ibox_callback = NULL;
640         spu->wbox_callback = NULL;
641         spu->stop_callback = NULL;
642
643         down(&spu_mutex);
644         spu->number = number++;
645         ret = spu_request_irqs(spu);
646         if (ret)
647                 goto out_unmap;
648
649         list_add(&spu->list, &spu_list);
650         up(&spu_mutex);
651
652         pr_debug(KERN_DEBUG "Using SPE %s %02x %p %p %p %p %d\n",
653                 spu->name, spu->isrc, spu->local_store,
654                 spu->problem, spu->priv1, spu->priv2, spu->number);
655         goto out;
656
657 out_unmap:
658         up(&spu_mutex);
659         spu_unmap(spu);
660 out_free:
661         kfree(spu);
662 out:
663         return ret;
664 }
665
666 static void destroy_spu(struct spu *spu)
667 {
668         list_del_init(&spu->list);
669
670         spu_free_irqs(spu);
671         spu_unmap(spu);
672         kfree(spu);
673 }
674
675 static void cleanup_spu_base(void)
676 {
677         struct spu *spu, *tmp;
678         down(&spu_mutex);
679         list_for_each_entry_safe(spu, tmp, &spu_list, list)
680                 destroy_spu(spu);
681         up(&spu_mutex);
682 }
683 module_exit(cleanup_spu_base);
684
685 static int __init init_spu_base(void)
686 {
687         struct device_node *node;
688         int ret;
689
690         ret = -ENODEV;
691         for (node = of_find_node_by_type(NULL, "spe");
692                         node; node = of_find_node_by_type(node, "spe")) {
693                 ret = create_spu(node);
694                 if (ret) {
695                         printk(KERN_WARNING "%s: Error initializing %s\n",
696                                 __FUNCTION__, node->name);
697                         cleanup_spu_base();
698                         break;
699                 }
700         }
701         /* in some old firmware versions, the spe is called 'spc', so we
702            look for that as well */
703         for (node = of_find_node_by_type(NULL, "spc");
704                         node; node = of_find_node_by_type(node, "spc")) {
705                 ret = create_spu(node);
706                 if (ret) {
707                         printk(KERN_WARNING "%s: Error initializing %s\n",
708                                 __FUNCTION__, node->name);
709                         cleanup_spu_base();
710                         break;
711                 }
712         }
713         return ret;
714 }
715 module_init(init_spu_base);
716
717 MODULE_LICENSE("GPL");
718 MODULE_AUTHOR("Arnd Bergmann <arndb@de.ibm.com>");