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