gru: fix GRU interrupt race at deallocate
[linux-2.6.git] / drivers / misc / sgi-gru / grufault.c
1 /*
2  * SN Platform GRU Driver
3  *
4  *              FAULT HANDLER FOR GRU DETECTED TLB MISSES
5  *
6  * This file contains code that handles TLB misses within the GRU.
7  * These misses are reported either via interrupts or user polling of
8  * the user CB.
9  *
10  *  Copyright (c) 2008 Silicon Graphics, Inc.  All Rights Reserved.
11  *
12  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
13  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
14  *  the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
15  *  (at your option) any later version.
16  *
17  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
18  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
19  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
20  *  GNU General Public License for more details.
21  *
22  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
23  *  along with this program; if not, write to the Free Software
24  *  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
25  */
26
27 #include <linux/kernel.h>
28 #include <linux/errno.h>
29 #include <linux/spinlock.h>
30 #include <linux/mm.h>
31 #include <linux/hugetlb.h>
32 #include <linux/device.h>
33 #include <linux/io.h>
34 #include <linux/uaccess.h>
35 #include <linux/security.h>
36 #include <asm/pgtable.h>
37 #include "gru.h"
38 #include "grutables.h"
39 #include "grulib.h"
40 #include "gru_instructions.h"
41 #include <asm/uv/uv_hub.h>
42
43 /* Return codes for vtop functions */
44 #define VTOP_SUCCESS               0
45 #define VTOP_INVALID               -1
46 #define VTOP_RETRY                 -2
47
48
49 /*
50  * Test if a physical address is a valid GRU GSEG address
51  */
52 static inline int is_gru_paddr(unsigned long paddr)
53 {
54         return paddr >= gru_start_paddr && paddr < gru_end_paddr;
55 }
56
57 /*
58  * Find the vma of a GRU segment. Caller must hold mmap_sem.
59  */
60 struct vm_area_struct *gru_find_vma(unsigned long vaddr)
61 {
62         struct vm_area_struct *vma;
63
64         vma = find_vma(current->mm, vaddr);
65         if (vma && vma->vm_start <= vaddr && vma->vm_ops == &gru_vm_ops)
66                 return vma;
67         return NULL;
68 }
69
70 /*
71  * Find and lock the gts that contains the specified user vaddr.
72  *
73  * Returns:
74  *      - *gts with the mmap_sem locked for read and the GTS locked.
75  *      - NULL if vaddr invalid OR is not a valid GSEG vaddr.
76  */
77
78 static struct gru_thread_state *gru_find_lock_gts(unsigned long vaddr)
79 {
80         struct mm_struct *mm = current->mm;
81         struct vm_area_struct *vma;
82         struct gru_thread_state *gts = NULL;
83
84         down_read(&mm->mmap_sem);
85         vma = gru_find_vma(vaddr);
86         if (vma)
87                 gts = gru_find_thread_state(vma, TSID(vaddr, vma));
88         if (gts)
89                 mutex_lock(&gts->ts_ctxlock);
90         else
91                 up_read(&mm->mmap_sem);
92         return gts;
93 }
94
95 static struct gru_thread_state *gru_alloc_locked_gts(unsigned long vaddr)
96 {
97         struct mm_struct *mm = current->mm;
98         struct vm_area_struct *vma;
99         struct gru_thread_state *gts = ERR_PTR(-EINVAL);
100
101         down_write(&mm->mmap_sem);
102         vma = gru_find_vma(vaddr);
103         if (!vma)
104                 goto err;
105
106         gts = gru_alloc_thread_state(vma, TSID(vaddr, vma));
107         if (IS_ERR(gts))
108                 goto err;
109         mutex_lock(&gts->ts_ctxlock);
110         downgrade_write(&mm->mmap_sem);
111         return gts;
112
113 err:
114         up_write(&mm->mmap_sem);
115         return gts;
116 }
117
118 /*
119  * Unlock a GTS that was previously locked with gru_find_lock_gts().
120  */
121 static void gru_unlock_gts(struct gru_thread_state *gts)
122 {
123         mutex_unlock(&gts->ts_ctxlock);
124         up_read(&current->mm->mmap_sem);
125 }
126
127 /*
128  * Set a CB.istatus to active using a user virtual address. This must be done
129  * just prior to a TFH RESTART. The new cb.istatus is an in-cache status ONLY.
130  * If the line is evicted, the status may be lost. The in-cache update
131  * is necessary to prevent the user from seeing a stale cb.istatus that will
132  * change as soon as the TFH restart is complete. Races may cause an
133  * occasional failure to clear the cb.istatus, but that is ok.
134  */
135 static void gru_cb_set_istatus_active(struct gru_instruction_bits *cbk)
136 {
137         if (cbk) {
138                 cbk->istatus = CBS_ACTIVE;
139         }
140 }
141
142 /*
143  * Read & clear a TFM
144  *
145  * The GRU has an array of fault maps. A map is private to a cpu
146  * Only one cpu will be accessing a cpu's fault map.
147  *
148  * This function scans the cpu-private fault map & clears all bits that
149  * are set. The function returns a bitmap that indicates the bits that
150  * were cleared. Note that sense the maps may be updated asynchronously by
151  * the GRU, atomic operations must be used to clear bits.
152  */
153 static void get_clear_fault_map(struct gru_state *gru,
154                                 struct gru_tlb_fault_map *imap,
155                                 struct gru_tlb_fault_map *dmap)
156 {
157         unsigned long i, k;
158         struct gru_tlb_fault_map *tfm;
159
160         tfm = get_tfm_for_cpu(gru, gru_cpu_fault_map_id());
161         prefetchw(tfm);         /* Helps on hardware, required for emulator */
162         for (i = 0; i < BITS_TO_LONGS(GRU_NUM_CBE); i++) {
163                 k = tfm->fault_bits[i];
164                 if (k)
165                         k = xchg(&tfm->fault_bits[i], 0UL);
166                 imap->fault_bits[i] = k;
167                 k = tfm->done_bits[i];
168                 if (k)
169                         k = xchg(&tfm->done_bits[i], 0UL);
170                 dmap->fault_bits[i] = k;
171         }
172
173         /*
174          * Not functionally required but helps performance. (Required
175          * on emulator)
176          */
177         gru_flush_cache(tfm);
178 }
179
180 /*
181  * Atomic (interrupt context) & non-atomic (user context) functions to
182  * convert a vaddr into a physical address. The size of the page
183  * is returned in pageshift.
184  *      returns:
185  *                0 - successful
186  *              < 0 - error code
187  *                1 - (atomic only) try again in non-atomic context
188  */
189 static int non_atomic_pte_lookup(struct vm_area_struct *vma,
190                                  unsigned long vaddr, int write,
191                                  unsigned long *paddr, int *pageshift)
192 {
193         struct page *page;
194
195 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
196         *pageshift = is_vm_hugetlb_page(vma) ? HPAGE_SHIFT : PAGE_SHIFT;
197 #else
198         *pageshift = PAGE_SHIFT;
199 #endif
200         if (get_user_pages
201             (current, current->mm, vaddr, 1, write, 0, &page, NULL) <= 0)
202                 return -EFAULT;
203         *paddr = page_to_phys(page);
204         put_page(page);
205         return 0;
206 }
207
208 /*
209  * atomic_pte_lookup
210  *
211  * Convert a user virtual address to a physical address
212  * Only supports Intel large pages (2MB only) on x86_64.
213  *      ZZZ - hugepage support is incomplete
214  *
215  * NOTE: mmap_sem is already held on entry to this function. This
216  * guarantees existence of the page tables.
217  */
218 static int atomic_pte_lookup(struct vm_area_struct *vma, unsigned long vaddr,
219         int write, unsigned long *paddr, int *pageshift)
220 {
221         pgd_t *pgdp;
222         pmd_t *pmdp;
223         pud_t *pudp;
224         pte_t pte;
225
226         pgdp = pgd_offset(vma->vm_mm, vaddr);
227         if (unlikely(pgd_none(*pgdp)))
228                 goto err;
229
230         pudp = pud_offset(pgdp, vaddr);
231         if (unlikely(pud_none(*pudp)))
232                 goto err;
233
234         pmdp = pmd_offset(pudp, vaddr);
235         if (unlikely(pmd_none(*pmdp)))
236                 goto err;
237 #ifdef CONFIG_X86_64
238         if (unlikely(pmd_large(*pmdp)))
239                 pte = *(pte_t *) pmdp;
240         else
241 #endif
242                 pte = *pte_offset_kernel(pmdp, vaddr);
243
244         if (unlikely(!pte_present(pte) ||
245                      (write && (!pte_write(pte) || !pte_dirty(pte)))))
246                 return 1;
247
248         *paddr = pte_pfn(pte) << PAGE_SHIFT;
249 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
250         *pageshift = is_vm_hugetlb_page(vma) ? HPAGE_SHIFT : PAGE_SHIFT;
251 #else
252         *pageshift = PAGE_SHIFT;
253 #endif
254         return 0;
255
256 err:
257         return 1;
258 }
259
260 static int gru_vtop(struct gru_thread_state *gts, unsigned long vaddr,
261                     int write, int atomic, unsigned long *gpa, int *pageshift)
262 {
263         struct mm_struct *mm = gts->ts_mm;
264         struct vm_area_struct *vma;
265         unsigned long paddr;
266         int ret, ps;
267
268         vma = find_vma(mm, vaddr);
269         if (!vma)
270                 goto inval;
271
272         /*
273          * Atomic lookup is faster & usually works even if called in non-atomic
274          * context.
275          */
276         rmb();  /* Must/check ms_range_active before loading PTEs */
277         ret = atomic_pte_lookup(vma, vaddr, write, &paddr, &ps);
278         if (ret) {
279                 if (atomic)
280                         goto upm;
281                 if (non_atomic_pte_lookup(vma, vaddr, write, &paddr, &ps))
282                         goto inval;
283         }
284         if (is_gru_paddr(paddr))
285                 goto inval;
286         paddr = paddr & ~((1UL << ps) - 1);
287         *gpa = uv_soc_phys_ram_to_gpa(paddr);
288         *pageshift = ps;
289         return VTOP_SUCCESS;
290
291 inval:
292         return VTOP_INVALID;
293 upm:
294         return VTOP_RETRY;
295 }
296
297
298 /*
299  * Flush a CBE from cache. The CBE is clean in the cache. Dirty the
300  * CBE cacheline so that the line will be written back to home agent.
301  * Otherwise the line may be silently dropped. This has no impact
302  * except on performance.
303  */
304 static void gru_flush_cache_cbe(struct gru_control_block_extended *cbe)
305 {
306         if (unlikely(cbe)) {
307                 cbe->cbrexecstatus = 0;         /* make CL dirty */
308                 gru_flush_cache(cbe);
309         }
310 }
311
312 /*
313  * Preload the TLB with entries that may be required. Currently, preloading
314  * is implemented only for BCOPY. Preload  <tlb_preload_count> pages OR to
315  * the end of the bcopy tranfer, whichever is smaller.
316  */
317 static void gru_preload_tlb(struct gru_state *gru,
318                         struct gru_thread_state *gts, int atomic,
319                         unsigned long fault_vaddr, int asid, int write,
320                         unsigned char tlb_preload_count,
321                         struct gru_tlb_fault_handle *tfh,
322                         struct gru_control_block_extended *cbe)
323 {
324         unsigned long vaddr = 0, gpa;
325         int ret, pageshift;
326
327         if (cbe->opccpy != OP_BCOPY)
328                 return;
329
330         if (fault_vaddr == cbe->cbe_baddr0)
331                 vaddr = fault_vaddr + GRU_CACHE_LINE_BYTES * cbe->cbe_src_cl - 1;
332         else if (fault_vaddr == cbe->cbe_baddr1)
333                 vaddr = fault_vaddr + (1 << cbe->xtypecpy) * cbe->cbe_nelemcur - 1;
334
335         fault_vaddr &= PAGE_MASK;
336         vaddr &= PAGE_MASK;
337         vaddr = min(vaddr, fault_vaddr + tlb_preload_count * PAGE_SIZE);
338
339         while (vaddr > fault_vaddr) {
340                 ret = gru_vtop(gts, vaddr, write, atomic, &gpa, &pageshift);
341                 if (ret || tfh_write_only(tfh, gpa, GAA_RAM, vaddr, asid, write,
342                                           GRU_PAGESIZE(pageshift)))
343                         return;
344                 gru_dbg(grudev,
345                         "%s: gid %d, gts 0x%p, tfh 0x%p, vaddr 0x%lx, asid 0x%x, rw %d, ps %d, gpa 0x%lx\n",
346                         atomic ? "atomic" : "non-atomic", gru->gs_gid, gts, tfh,
347                         vaddr, asid, write, pageshift, gpa);
348                 vaddr -= PAGE_SIZE;
349                 STAT(tlb_preload_page);
350         }
351 }
352
353 /*
354  * Drop a TLB entry into the GRU. The fault is described by info in an TFH.
355  *      Input:
356  *              cb    Address of user CBR. Null if not running in user context
357  *      Return:
358  *                0 = dropin, exception, or switch to UPM successful
359  *                1 = range invalidate active
360  *              < 0 = error code
361  *
362  */
363 static int gru_try_dropin(struct gru_state *gru,
364                           struct gru_thread_state *gts,
365                           struct gru_tlb_fault_handle *tfh,
366                           struct gru_instruction_bits *cbk)
367 {
368         struct gru_control_block_extended *cbe = NULL;
369         unsigned char tlb_preload_count = gts->ts_tlb_preload_count;
370         int pageshift = 0, asid, write, ret, atomic = !cbk, indexway;
371         unsigned long gpa = 0, vaddr = 0;
372
373         /*
374          * NOTE: The GRU contains magic hardware that eliminates races between
375          * TLB invalidates and TLB dropins. If an invalidate occurs
376          * in the window between reading the TFH and the subsequent TLB dropin,
377          * the dropin is ignored. This eliminates the need for additional locks.
378          */
379
380         /*
381          * Prefetch the CBE if doing TLB preloading
382          */
383         if (unlikely(tlb_preload_count)) {
384                 cbe = gru_tfh_to_cbe(tfh);
385                 prefetchw(cbe);
386         }
387
388         /*
389          * Error if TFH state is IDLE or FMM mode & the user issuing a UPM call.
390          * Might be a hardware race OR a stupid user. Ignore FMM because FMM
391          * is a transient state.
392          */
393         if (tfh->status != TFHSTATUS_EXCEPTION) {
394                 gru_flush_cache(tfh);
395                 sync_core();
396                 if (tfh->status != TFHSTATUS_EXCEPTION)
397                         goto failnoexception;
398                 STAT(tfh_stale_on_fault);
399         }
400         if (tfh->state == TFHSTATE_IDLE)
401                 goto failidle;
402         if (tfh->state == TFHSTATE_MISS_FMM && cbk)
403                 goto failfmm;
404
405         write = (tfh->cause & TFHCAUSE_TLB_MOD) != 0;
406         vaddr = tfh->missvaddr;
407         asid = tfh->missasid;
408         indexway = tfh->indexway;
409         if (asid == 0)
410                 goto failnoasid;
411
412         rmb();  /* TFH must be cache resident before reading ms_range_active */
413
414         /*
415          * TFH is cache resident - at least briefly. Fail the dropin
416          * if a range invalidate is active.
417          */
418         if (atomic_read(&gts->ts_gms->ms_range_active))
419                 goto failactive;
420
421         ret = gru_vtop(gts, vaddr, write, atomic, &gpa, &pageshift);
422         if (ret == VTOP_INVALID)
423                 goto failinval;
424         if (ret == VTOP_RETRY)
425                 goto failupm;
426
427         if (!(gts->ts_sizeavail & GRU_SIZEAVAIL(pageshift))) {
428                 gts->ts_sizeavail |= GRU_SIZEAVAIL(pageshift);
429                 if (atomic || !gru_update_cch(gts)) {
430                         gts->ts_force_cch_reload = 1;
431                         goto failupm;
432                 }
433         }
434
435         if (unlikely(cbe) && pageshift == PAGE_SHIFT) {
436                 gru_preload_tlb(gru, gts, atomic, vaddr, asid, write, tlb_preload_count, tfh, cbe);
437                 gru_flush_cache_cbe(cbe);
438         }
439
440         gru_cb_set_istatus_active(cbk);
441         tfh_write_restart(tfh, gpa, GAA_RAM, vaddr, asid, write,
442                           GRU_PAGESIZE(pageshift));
443         gru_dbg(grudev,
444                 "%s: gid %d, gts 0x%p, tfh 0x%p, vaddr 0x%lx, asid 0x%x, indexway 0x%x,"
445                 " rw %d, ps %d, gpa 0x%lx\n",
446                 atomic ? "atomic" : "non-atomic", gru->gs_gid, gts, tfh, vaddr, asid,
447                 indexway, write, pageshift, gpa);
448         STAT(tlb_dropin);
449         return 0;
450
451 failnoasid:
452         /* No asid (delayed unload). */
453         STAT(tlb_dropin_fail_no_asid);
454         gru_dbg(grudev, "FAILED no_asid tfh: 0x%p, vaddr 0x%lx\n", tfh, vaddr);
455         if (!cbk)
456                 tfh_user_polling_mode(tfh);
457         else
458                 gru_flush_cache(tfh);
459         gru_flush_cache_cbe(cbe);
460         return -EAGAIN;
461
462 failupm:
463         /* Atomic failure switch CBR to UPM */
464         tfh_user_polling_mode(tfh);
465         gru_flush_cache_cbe(cbe);
466         STAT(tlb_dropin_fail_upm);
467         gru_dbg(grudev, "FAILED upm tfh: 0x%p, vaddr 0x%lx\n", tfh, vaddr);
468         return 1;
469
470 failfmm:
471         /* FMM state on UPM call */
472         gru_flush_cache(tfh);
473         gru_flush_cache_cbe(cbe);
474         STAT(tlb_dropin_fail_fmm);
475         gru_dbg(grudev, "FAILED fmm tfh: 0x%p, state %d\n", tfh, tfh->state);
476         return 0;
477
478 failnoexception:
479         /* TFH status did not show exception pending */
480         gru_flush_cache(tfh);
481         gru_flush_cache_cbe(cbe);
482         if (cbk)
483                 gru_flush_cache(cbk);
484         STAT(tlb_dropin_fail_no_exception);
485         gru_dbg(grudev, "FAILED non-exception tfh: 0x%p, status %d, state %d\n",
486                 tfh, tfh->status, tfh->state);
487         return 0;
488
489 failidle:
490         /* TFH state was idle  - no miss pending */
491         gru_flush_cache(tfh);
492         gru_flush_cache_cbe(cbe);
493         if (cbk)
494                 gru_flush_cache(cbk);
495         STAT(tlb_dropin_fail_idle);
496         gru_dbg(grudev, "FAILED idle tfh: 0x%p, state %d\n", tfh, tfh->state);
497         return 0;
498
499 failinval:
500         /* All errors (atomic & non-atomic) switch CBR to EXCEPTION state */
501         tfh_exception(tfh);
502         gru_flush_cache_cbe(cbe);
503         STAT(tlb_dropin_fail_invalid);
504         gru_dbg(grudev, "FAILED inval tfh: 0x%p, vaddr 0x%lx\n", tfh, vaddr);
505         return -EFAULT;
506
507 failactive:
508         /* Range invalidate active. Switch to UPM iff atomic */
509         if (!cbk)
510                 tfh_user_polling_mode(tfh);
511         else
512                 gru_flush_cache(tfh);
513         gru_flush_cache_cbe(cbe);
514         STAT(tlb_dropin_fail_range_active);
515         gru_dbg(grudev, "FAILED range active: tfh 0x%p, vaddr 0x%lx\n",
516                 tfh, vaddr);
517         return 1;
518 }
519
520 /*
521  * Process an external interrupt from the GRU. This interrupt is
522  * caused by a TLB miss.
523  * Note that this is the interrupt handler that is registered with linux
524  * interrupt handlers.
525  */
526 static irqreturn_t gru_intr(int chiplet, int blade)
527 {
528         struct gru_state *gru;
529         struct gru_tlb_fault_map imap, dmap;
530         struct gru_thread_state *gts;
531         struct gru_tlb_fault_handle *tfh = NULL;
532         struct completion *cmp;
533         int cbrnum, ctxnum;
534
535         STAT(intr);
536
537         gru = &gru_base[blade]->bs_grus[chiplet];
538         if (!gru) {
539                 dev_err(grudev, "GRU: invalid interrupt: cpu %d, chiplet %d\n",
540                         raw_smp_processor_id(), chiplet);
541                 return IRQ_NONE;
542         }
543         get_clear_fault_map(gru, &imap, &dmap);
544         gru_dbg(grudev,
545                 "cpu %d, chiplet %d, gid %d, imap %016lx %016lx, dmap %016lx %016lx\n",
546                 smp_processor_id(), chiplet, gru->gs_gid,
547                 imap.fault_bits[0], imap.fault_bits[1],
548                 dmap.fault_bits[0], dmap.fault_bits[1]);
549
550         for_each_cbr_in_tfm(cbrnum, dmap.fault_bits) {
551                 STAT(intr_cbr);
552                 cmp = gru->gs_blade->bs_async_wq;
553                 if (cmp)
554                         complete(cmp);
555                 gru_dbg(grudev, "gid %d, cbr_done %d, done %d\n",
556                         gru->gs_gid, cbrnum, cmp ? cmp->done : -1);
557         }
558
559         for_each_cbr_in_tfm(cbrnum, imap.fault_bits) {
560                 STAT(intr_tfh);
561                 tfh = get_tfh_by_index(gru, cbrnum);
562                 prefetchw(tfh); /* Helps on hdw, required for emulator */
563
564                 /*
565                  * When hardware sets a bit in the faultmap, it implicitly
566                  * locks the GRU context so that it cannot be unloaded.
567                  * The gts cannot change until a TFH start/writestart command
568                  * is issued.
569                  */
570                 ctxnum = tfh->ctxnum;
571                 gts = gru->gs_gts[ctxnum];
572
573                 /* Spurious interrupts can cause this. Ignore. */
574                 if (!gts) {
575                         STAT(intr_spurious);
576                         continue;
577                 }
578
579                 /*
580                  * This is running in interrupt context. Trylock the mmap_sem.
581                  * If it fails, retry the fault in user context.
582                  */
583                 if (!gts->ts_force_cch_reload &&
584                                         down_read_trylock(&gts->ts_mm->mmap_sem)) {
585                         gts->ustats.fmm_tlbdropin++;
586                         gru_try_dropin(gru, gts, tfh, NULL);
587                         up_read(&gts->ts_mm->mmap_sem);
588                 } else {
589                         tfh_user_polling_mode(tfh);
590                         STAT(intr_mm_lock_failed);
591                 }
592         }
593         return IRQ_HANDLED;
594 }
595
596 irqreturn_t gru0_intr(int irq, void *dev_id)
597 {
598         return gru_intr(0, uv_numa_blade_id());
599 }
600
601 irqreturn_t gru1_intr(int irq, void *dev_id)
602 {
603         return gru_intr(1, uv_numa_blade_id());
604 }
605
606 irqreturn_t gru_intr_mblade(int irq, void *dev_id)
607 {
608         int blade;
609
610         for_each_possible_blade(blade) {
611                 if (uv_blade_nr_possible_cpus(blade))
612                         continue;
613                  gru_intr(0, blade);
614                  gru_intr(1, blade);
615         }
616         return IRQ_HANDLED;
617 }
618
619
620 static int gru_user_dropin(struct gru_thread_state *gts,
621                            struct gru_tlb_fault_handle *tfh,
622                            void *cb)
623 {
624         struct gru_mm_struct *gms = gts->ts_gms;
625         int ret;
626
627         gts->ustats.upm_tlbdropin++;
628         while (1) {
629                 wait_event(gms->ms_wait_queue,
630                            atomic_read(&gms->ms_range_active) == 0);
631                 prefetchw(tfh); /* Helps on hdw, required for emulator */
632                 ret = gru_try_dropin(gts->ts_gru, gts, tfh, cb);
633                 if (ret <= 0)
634                         return ret;
635                 STAT(call_os_wait_queue);
636         }
637 }
638
639 /*
640  * This interface is called as a result of a user detecting a "call OS" bit
641  * in a user CB. Normally means that a TLB fault has occurred.
642  *      cb - user virtual address of the CB
643  */
644 int gru_handle_user_call_os(unsigned long cb)
645 {
646         struct gru_tlb_fault_handle *tfh;
647         struct gru_thread_state *gts;
648         void *cbk;
649         int ucbnum, cbrnum, ret = -EINVAL;
650
651         STAT(call_os);
652
653         /* sanity check the cb pointer */
654         ucbnum = get_cb_number((void *)cb);
655         if ((cb & (GRU_HANDLE_STRIDE - 1)) || ucbnum >= GRU_NUM_CB)
656                 return -EINVAL;
657
658         gts = gru_find_lock_gts(cb);
659         if (!gts)
660                 return -EINVAL;
661         gru_dbg(grudev, "address 0x%lx, gid %d, gts 0x%p\n", cb, gts->ts_gru ? gts->ts_gru->gs_gid : -1, gts);
662
663         if (ucbnum >= gts->ts_cbr_au_count * GRU_CBR_AU_SIZE)
664                 goto exit;
665
666         gru_check_context_placement(gts);
667
668         /*
669          * CCH may contain stale data if ts_force_cch_reload is set.
670          */
671         if (gts->ts_gru && gts->ts_force_cch_reload) {
672                 gts->ts_force_cch_reload = 0;
673                 gru_update_cch(gts);
674         }
675
676         ret = -EAGAIN;
677         cbrnum = thread_cbr_number(gts, ucbnum);
678         if (gts->ts_gru) {
679                 tfh = get_tfh_by_index(gts->ts_gru, cbrnum);
680                 cbk = get_gseg_base_address_cb(gts->ts_gru->gs_gru_base_vaddr,
681                                 gts->ts_ctxnum, ucbnum);
682                 ret = gru_user_dropin(gts, tfh, cbk);
683         }
684 exit:
685         gru_unlock_gts(gts);
686         return ret;
687 }
688
689 /*
690  * Fetch the exception detail information for a CB that terminated with
691  * an exception.
692  */
693 int gru_get_exception_detail(unsigned long arg)
694 {
695         struct control_block_extended_exc_detail excdet;
696         struct gru_control_block_extended *cbe;
697         struct gru_thread_state *gts;
698         int ucbnum, cbrnum, ret;
699
700         STAT(user_exception);
701         if (copy_from_user(&excdet, (void __user *)arg, sizeof(excdet)))
702                 return -EFAULT;
703
704         gts = gru_find_lock_gts(excdet.cb);
705         if (!gts)
706                 return -EINVAL;
707
708         gru_dbg(grudev, "address 0x%lx, gid %d, gts 0x%p\n", excdet.cb, gts->ts_gru ? gts->ts_gru->gs_gid : -1, gts);
709         ucbnum = get_cb_number((void *)excdet.cb);
710         if (ucbnum >= gts->ts_cbr_au_count * GRU_CBR_AU_SIZE) {
711                 ret = -EINVAL;
712         } else if (gts->ts_gru) {
713                 cbrnum = thread_cbr_number(gts, ucbnum);
714                 cbe = get_cbe_by_index(gts->ts_gru, cbrnum);
715                 gru_flush_cache(cbe);   /* CBE not coherent */
716                 sync_core();            /* make sure we are have current data */
717                 excdet.opc = cbe->opccpy;
718                 excdet.exopc = cbe->exopccpy;
719                 excdet.ecause = cbe->ecause;
720                 excdet.exceptdet0 = cbe->idef1upd;
721                 excdet.exceptdet1 = cbe->idef3upd;
722                 excdet.cbrstate = cbe->cbrstate;
723                 excdet.cbrexecstatus = cbe->cbrexecstatus;
724                 gru_flush_cache_cbe(cbe);
725                 ret = 0;
726         } else {
727                 ret = -EAGAIN;
728         }
729         gru_unlock_gts(gts);
730
731         gru_dbg(grudev,
732                 "cb 0x%lx, op %d, exopc %d, cbrstate %d, cbrexecstatus 0x%x, ecause 0x%x, "
733                 "exdet0 0x%lx, exdet1 0x%x\n",
734                 excdet.cb, excdet.opc, excdet.exopc, excdet.cbrstate, excdet.cbrexecstatus,
735                 excdet.ecause, excdet.exceptdet0, excdet.exceptdet1);
736         if (!ret && copy_to_user((void __user *)arg, &excdet, sizeof(excdet)))
737                 ret = -EFAULT;
738         return ret;
739 }
740
741 /*
742  * User request to unload a context. Content is saved for possible reload.
743  */
744 static int gru_unload_all_contexts(void)
745 {
746         struct gru_thread_state *gts;
747         struct gru_state *gru;
748         int gid, ctxnum;
749
750         if (!capable(CAP_SYS_ADMIN))
751                 return -EPERM;
752         foreach_gid(gid) {
753                 gru = GID_TO_GRU(gid);
754                 spin_lock(&gru->gs_lock);
755                 for (ctxnum = 0; ctxnum < GRU_NUM_CCH; ctxnum++) {
756                         gts = gru->gs_gts[ctxnum];
757                         if (gts && mutex_trylock(&gts->ts_ctxlock)) {
758                                 spin_unlock(&gru->gs_lock);
759                                 gru_unload_context(gts, 1);
760                                 mutex_unlock(&gts->ts_ctxlock);
761                                 spin_lock(&gru->gs_lock);
762                         }
763                 }
764                 spin_unlock(&gru->gs_lock);
765         }
766         return 0;
767 }
768
769 int gru_user_unload_context(unsigned long arg)
770 {
771         struct gru_thread_state *gts;
772         struct gru_unload_context_req req;
773
774         STAT(user_unload_context);
775         if (copy_from_user(&req, (void __user *)arg, sizeof(req)))
776                 return -EFAULT;
777
778         gru_dbg(grudev, "gseg 0x%lx\n", req.gseg);
779
780         if (!req.gseg)
781                 return gru_unload_all_contexts();
782
783         gts = gru_find_lock_gts(req.gseg);
784         if (!gts)
785                 return -EINVAL;
786
787         if (gts->ts_gru)
788                 gru_unload_context(gts, 1);
789         gru_unlock_gts(gts);
790
791         return 0;
792 }
793
794 /*
795  * User request to flush a range of virtual addresses from the GRU TLB
796  * (Mainly for testing).
797  */
798 int gru_user_flush_tlb(unsigned long arg)
799 {
800         struct gru_thread_state *gts;
801         struct gru_flush_tlb_req req;
802         struct gru_mm_struct *gms;
803
804         STAT(user_flush_tlb);
805         if (copy_from_user(&req, (void __user *)arg, sizeof(req)))
806                 return -EFAULT;
807
808         gru_dbg(grudev, "gseg 0x%lx, vaddr 0x%lx, len 0x%lx\n", req.gseg,
809                 req.vaddr, req.len);
810
811         gts = gru_find_lock_gts(req.gseg);
812         if (!gts)
813                 return -EINVAL;
814
815         gms = gts->ts_gms;
816         gru_unlock_gts(gts);
817         gru_flush_tlb_range(gms, req.vaddr, req.len);
818
819         return 0;
820 }
821
822 /*
823  * Fetch GSEG statisticss
824  */
825 long gru_get_gseg_statistics(unsigned long arg)
826 {
827         struct gru_thread_state *gts;
828         struct gru_get_gseg_statistics_req req;
829
830         if (copy_from_user(&req, (void __user *)arg, sizeof(req)))
831                 return -EFAULT;
832
833         /*
834          * The library creates arrays of contexts for threaded programs.
835          * If no gts exists in the array, the context has never been used & all
836          * statistics are implicitly 0.
837          */
838         gts = gru_find_lock_gts(req.gseg);
839         if (gts) {
840                 memcpy(&req.stats, &gts->ustats, sizeof(gts->ustats));
841                 gru_unlock_gts(gts);
842         } else {
843                 memset(&req.stats, 0, sizeof(gts->ustats));
844         }
845
846         if (copy_to_user((void __user *)arg, &req, sizeof(req)))
847                 return -EFAULT;
848
849         return 0;
850 }
851
852 /*
853  * Register the current task as the user of the GSEG slice.
854  * Needed for TLB fault interrupt targeting.
855  */
856 int gru_set_context_option(unsigned long arg)
857 {
858         struct gru_thread_state *gts;
859         struct gru_set_context_option_req req;
860         int ret = 0;
861
862         STAT(set_context_option);
863         if (copy_from_user(&req, (void __user *)arg, sizeof(req)))
864                 return -EFAULT;
865         gru_dbg(grudev, "op %d, gseg 0x%lx, value1 0x%lx\n", req.op, req.gseg, req.val1);
866
867         gts = gru_find_lock_gts(req.gseg);
868         if (!gts) {
869                 gts = gru_alloc_locked_gts(req.gseg);
870                 if (IS_ERR(gts))
871                         return PTR_ERR(gts);
872         }
873
874         switch (req.op) {
875         case sco_blade_chiplet:
876                 /* Select blade/chiplet for GRU context */
877                 if (req.val1 < -1 || req.val1 >= GRU_MAX_BLADES || !gru_base[req.val1] ||
878                     req.val0 < -1 || req.val0 >= GRU_CHIPLETS_PER_HUB) {
879                         ret = -EINVAL;
880                 } else {
881                         gts->ts_user_blade_id = req.val1;
882                         gts->ts_user_chiplet_id = req.val0;
883                         gru_check_context_placement(gts);
884                 }
885                 break;
886         case sco_gseg_owner:
887                 /* Register the current task as the GSEG owner */
888                 gts->ts_tgid_owner = current->tgid;
889                 break;
890         case sco_cch_req_slice:
891                 /* Set the CCH slice option */
892                 gts->ts_cch_req_slice = req.val1 & 3;
893                 break;
894         default:
895                 ret = -EINVAL;
896         }
897         gru_unlock_gts(gts);
898
899         return ret;
900 }