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