929d6073e600f940f96096a0774fe0feb50b3566
[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_thread_state *gts,
364                           struct gru_tlb_fault_handle *tfh,
365                           struct gru_instruction_bits *cbk)
366 {
367         struct gru_control_block_extended *cbe = NULL;
368         unsigned char tlb_preload_count = gts->ts_tlb_preload_count;
369         int pageshift = 0, asid, write, ret, atomic = !cbk, indexway;
370         unsigned long gpa = 0, vaddr = 0;
371
372         /*
373          * NOTE: The GRU contains magic hardware that eliminates races between
374          * TLB invalidates and TLB dropins. If an invalidate occurs
375          * in the window between reading the TFH and the subsequent TLB dropin,
376          * the dropin is ignored. This eliminates the need for additional locks.
377          */
378
379         /*
380          * Prefetch the CBE if doing TLB preloading
381          */
382         if (unlikely(tlb_preload_count)) {
383                 cbe = gru_tfh_to_cbe(tfh);
384                 prefetchw(cbe);
385         }
386
387         /*
388          * Error if TFH state is IDLE or FMM mode & the user issuing a UPM call.
389          * Might be a hardware race OR a stupid user. Ignore FMM because FMM
390          * is a transient state.
391          */
392         if (tfh->status != TFHSTATUS_EXCEPTION) {
393                 gru_flush_cache(tfh);
394                 sync_core();
395                 if (tfh->status != TFHSTATUS_EXCEPTION)
396                         goto failnoexception;
397                 STAT(tfh_stale_on_fault);
398         }
399         if (tfh->state == TFHSTATE_IDLE)
400                 goto failidle;
401         if (tfh->state == TFHSTATE_MISS_FMM && cbk)
402                 goto failfmm;
403
404         write = (tfh->cause & TFHCAUSE_TLB_MOD) != 0;
405         vaddr = tfh->missvaddr;
406         asid = tfh->missasid;
407         indexway = tfh->indexway;
408         if (asid == 0)
409                 goto failnoasid;
410
411         rmb();  /* TFH must be cache resident before reading ms_range_active */
412
413         /*
414          * TFH is cache resident - at least briefly. Fail the dropin
415          * if a range invalidate is active.
416          */
417         if (atomic_read(&gts->ts_gms->ms_range_active))
418                 goto failactive;
419
420         ret = gru_vtop(gts, vaddr, write, atomic, &gpa, &pageshift);
421         if (ret == VTOP_INVALID)
422                 goto failinval;
423         if (ret == VTOP_RETRY)
424                 goto failupm;
425
426         if (!(gts->ts_sizeavail & GRU_SIZEAVAIL(pageshift))) {
427                 gts->ts_sizeavail |= GRU_SIZEAVAIL(pageshift);
428                 if (atomic || !gru_update_cch(gts)) {
429                         gts->ts_force_cch_reload = 1;
430                         goto failupm;
431                 }
432         }
433
434         if (unlikely(cbe) && pageshift == PAGE_SHIFT) {
435                 gru_preload_tlb(gts->ts_gru, gts, atomic, vaddr, asid, write, tlb_preload_count, tfh, cbe);
436                 gru_flush_cache_cbe(cbe);
437         }
438
439         gru_cb_set_istatus_active(cbk);
440         tfh_write_restart(tfh, gpa, GAA_RAM, vaddr, asid, write,
441                           GRU_PAGESIZE(pageshift));
442         gru_dbg(grudev,
443                 "%s: gid %d, gts 0x%p, tfh 0x%p, vaddr 0x%lx, asid 0x%x, indexway 0x%x,"
444                 " rw %d, ps %d, gpa 0x%lx\n",
445                 atomic ? "atomic" : "non-atomic", gts->ts_gru->gs_gid, gts, tfh, vaddr, asid,
446                 indexway, write, pageshift, gpa);
447         STAT(tlb_dropin);
448         return 0;
449
450 failnoasid:
451         /* No asid (delayed unload). */
452         STAT(tlb_dropin_fail_no_asid);
453         gru_dbg(grudev, "FAILED no_asid tfh: 0x%p, vaddr 0x%lx\n", tfh, vaddr);
454         if (!cbk)
455                 tfh_user_polling_mode(tfh);
456         else
457                 gru_flush_cache(tfh);
458         gru_flush_cache_cbe(cbe);
459         return -EAGAIN;
460
461 failupm:
462         /* Atomic failure switch CBR to UPM */
463         tfh_user_polling_mode(tfh);
464         gru_flush_cache_cbe(cbe);
465         STAT(tlb_dropin_fail_upm);
466         gru_dbg(grudev, "FAILED upm tfh: 0x%p, vaddr 0x%lx\n", tfh, vaddr);
467         return 1;
468
469 failfmm:
470         /* FMM state on UPM call */
471         gru_flush_cache(tfh);
472         gru_flush_cache_cbe(cbe);
473         STAT(tlb_dropin_fail_fmm);
474         gru_dbg(grudev, "FAILED fmm tfh: 0x%p, state %d\n", tfh, tfh->state);
475         return 0;
476
477 failnoexception:
478         /* TFH status did not show exception pending */
479         gru_flush_cache(tfh);
480         gru_flush_cache_cbe(cbe);
481         if (cbk)
482                 gru_flush_cache(cbk);
483         STAT(tlb_dropin_fail_no_exception);
484         gru_dbg(grudev, "FAILED non-exception tfh: 0x%p, status %d, state %d\n",
485                 tfh, tfh->status, tfh->state);
486         return 0;
487
488 failidle:
489         /* TFH state was idle  - no miss pending */
490         gru_flush_cache(tfh);
491         gru_flush_cache_cbe(cbe);
492         if (cbk)
493                 gru_flush_cache(cbk);
494         STAT(tlb_dropin_fail_idle);
495         gru_dbg(grudev, "FAILED idle tfh: 0x%p, state %d\n", tfh, tfh->state);
496         return 0;
497
498 failinval:
499         /* All errors (atomic & non-atomic) switch CBR to EXCEPTION state */
500         tfh_exception(tfh);
501         gru_flush_cache_cbe(cbe);
502         STAT(tlb_dropin_fail_invalid);
503         gru_dbg(grudev, "FAILED inval tfh: 0x%p, vaddr 0x%lx\n", tfh, vaddr);
504         return -EFAULT;
505
506 failactive:
507         /* Range invalidate active. Switch to UPM iff atomic */
508         if (!cbk)
509                 tfh_user_polling_mode(tfh);
510         else
511                 gru_flush_cache(tfh);
512         gru_flush_cache_cbe(cbe);
513         STAT(tlb_dropin_fail_range_active);
514         gru_dbg(grudev, "FAILED range active: tfh 0x%p, vaddr 0x%lx\n",
515                 tfh, vaddr);
516         return 1;
517 }
518
519 /*
520  * Process an external interrupt from the GRU. This interrupt is
521  * caused by a TLB miss.
522  * Note that this is the interrupt handler that is registered with linux
523  * interrupt handlers.
524  */
525 static irqreturn_t gru_intr(int chiplet, int blade)
526 {
527         struct gru_state *gru;
528         struct gru_tlb_fault_map imap, dmap;
529         struct gru_thread_state *gts;
530         struct gru_tlb_fault_handle *tfh = NULL;
531         int cbrnum, ctxnum;
532
533         STAT(intr);
534
535         gru = &gru_base[blade]->bs_grus[chiplet];
536         if (!gru) {
537                 dev_err(grudev, "GRU: invalid interrupt: cpu %d, chiplet %d\n",
538                         raw_smp_processor_id(), chiplet);
539                 return IRQ_NONE;
540         }
541         get_clear_fault_map(gru, &imap, &dmap);
542         gru_dbg(grudev,
543                 "cpu %d, chiplet %d, gid %d, imap %016lx %016lx, dmap %016lx %016lx\n",
544                 smp_processor_id(), chiplet, gru->gs_gid,
545                 imap.fault_bits[0], imap.fault_bits[1],
546                 dmap.fault_bits[0], dmap.fault_bits[1]);
547
548         for_each_cbr_in_tfm(cbrnum, dmap.fault_bits) {
549                 STAT(intr_cbr);
550                 complete(gru->gs_blade->bs_async_wq);
551                 gru_dbg(grudev, "gid %d, cbr_done %d, done %d\n",
552                         gru->gs_gid, cbrnum, gru->gs_blade->bs_async_wq->done);
553         }
554
555         for_each_cbr_in_tfm(cbrnum, imap.fault_bits) {
556                 STAT(intr_tfh);
557                 tfh = get_tfh_by_index(gru, cbrnum);
558                 prefetchw(tfh); /* Helps on hdw, required for emulator */
559
560                 /*
561                  * When hardware sets a bit in the faultmap, it implicitly
562                  * locks the GRU context so that it cannot be unloaded.
563                  * The gts cannot change until a TFH start/writestart command
564                  * is issued.
565                  */
566                 ctxnum = tfh->ctxnum;
567                 gts = gru->gs_gts[ctxnum];
568
569                 /*
570                  * This is running in interrupt context. Trylock the mmap_sem.
571                  * If it fails, retry the fault in user context.
572                  */
573                 if (!gts->ts_force_cch_reload &&
574                                         down_read_trylock(&gts->ts_mm->mmap_sem)) {
575                         gts->ustats.fmm_tlbdropin++;
576                         gru_try_dropin(gts, tfh, NULL);
577                         up_read(&gts->ts_mm->mmap_sem);
578                 } else {
579                         tfh_user_polling_mode(tfh);
580                         STAT(intr_mm_lock_failed);
581                 }
582         }
583         return IRQ_HANDLED;
584 }
585
586 irqreturn_t gru0_intr(int irq, void *dev_id)
587 {
588         return gru_intr(0, uv_numa_blade_id());
589 }
590
591 irqreturn_t gru1_intr(int irq, void *dev_id)
592 {
593         return gru_intr(1, uv_numa_blade_id());
594 }
595
596 irqreturn_t gru_intr_mblade(int irq, void *dev_id)
597 {
598         int blade;
599
600         for_each_possible_blade(blade) {
601                 if (uv_blade_nr_possible_cpus(blade))
602                         continue;
603                  gru_intr(0, blade);
604                  gru_intr(1, blade);
605         }
606         return IRQ_HANDLED;
607 }
608
609
610 static int gru_user_dropin(struct gru_thread_state *gts,
611                            struct gru_tlb_fault_handle *tfh,
612                            void *cb)
613 {
614         struct gru_mm_struct *gms = gts->ts_gms;
615         int ret;
616
617         gts->ustats.upm_tlbdropin++;
618         while (1) {
619                 wait_event(gms->ms_wait_queue,
620                            atomic_read(&gms->ms_range_active) == 0);
621                 prefetchw(tfh); /* Helps on hdw, required for emulator */
622                 ret = gru_try_dropin(gts, tfh, cb);
623                 if (ret <= 0)
624                         return ret;
625                 STAT(call_os_wait_queue);
626         }
627 }
628
629 /*
630  * This interface is called as a result of a user detecting a "call OS" bit
631  * in a user CB. Normally means that a TLB fault has occurred.
632  *      cb - user virtual address of the CB
633  */
634 int gru_handle_user_call_os(unsigned long cb)
635 {
636         struct gru_tlb_fault_handle *tfh;
637         struct gru_thread_state *gts;
638         void *cbk;
639         int ucbnum, cbrnum, ret = -EINVAL;
640
641         STAT(call_os);
642
643         /* sanity check the cb pointer */
644         ucbnum = get_cb_number((void *)cb);
645         if ((cb & (GRU_HANDLE_STRIDE - 1)) || ucbnum >= GRU_NUM_CB)
646                 return -EINVAL;
647
648         gts = gru_find_lock_gts(cb);
649         if (!gts)
650                 return -EINVAL;
651         gru_dbg(grudev, "address 0x%lx, gid %d, gts 0x%p\n", cb, gts->ts_gru ? gts->ts_gru->gs_gid : -1, gts);
652
653         if (ucbnum >= gts->ts_cbr_au_count * GRU_CBR_AU_SIZE)
654                 goto exit;
655
656         gru_check_context_placement(gts);
657
658         /*
659          * CCH may contain stale data if ts_force_cch_reload is set.
660          */
661         if (gts->ts_gru && gts->ts_force_cch_reload) {
662                 gts->ts_force_cch_reload = 0;
663                 gru_update_cch(gts);
664         }
665
666         ret = -EAGAIN;
667         cbrnum = thread_cbr_number(gts, ucbnum);
668         if (gts->ts_gru) {
669                 tfh = get_tfh_by_index(gts->ts_gru, cbrnum);
670                 cbk = get_gseg_base_address_cb(gts->ts_gru->gs_gru_base_vaddr,
671                                 gts->ts_ctxnum, ucbnum);
672                 ret = gru_user_dropin(gts, tfh, cbk);
673         }
674 exit:
675         gru_unlock_gts(gts);
676         return ret;
677 }
678
679 /*
680  * Fetch the exception detail information for a CB that terminated with
681  * an exception.
682  */
683 int gru_get_exception_detail(unsigned long arg)
684 {
685         struct control_block_extended_exc_detail excdet;
686         struct gru_control_block_extended *cbe;
687         struct gru_thread_state *gts;
688         int ucbnum, cbrnum, ret;
689
690         STAT(user_exception);
691         if (copy_from_user(&excdet, (void __user *)arg, sizeof(excdet)))
692                 return -EFAULT;
693
694         gts = gru_find_lock_gts(excdet.cb);
695         if (!gts)
696                 return -EINVAL;
697
698         gru_dbg(grudev, "address 0x%lx, gid %d, gts 0x%p\n", excdet.cb, gts->ts_gru ? gts->ts_gru->gs_gid : -1, gts);
699         ucbnum = get_cb_number((void *)excdet.cb);
700         if (ucbnum >= gts->ts_cbr_au_count * GRU_CBR_AU_SIZE) {
701                 ret = -EINVAL;
702         } else if (gts->ts_gru) {
703                 cbrnum = thread_cbr_number(gts, ucbnum);
704                 cbe = get_cbe_by_index(gts->ts_gru, cbrnum);
705                 gru_flush_cache(cbe);   /* CBE not coherent */
706                 sync_core();            /* make sure we are have current data */
707                 excdet.opc = cbe->opccpy;
708                 excdet.exopc = cbe->exopccpy;
709                 excdet.ecause = cbe->ecause;
710                 excdet.exceptdet0 = cbe->idef1upd;
711                 excdet.exceptdet1 = cbe->idef3upd;
712                 excdet.cbrstate = cbe->cbrstate;
713                 excdet.cbrexecstatus = cbe->cbrexecstatus;
714                 gru_flush_cache_cbe(cbe);
715                 ret = 0;
716         } else {
717                 ret = -EAGAIN;
718         }
719         gru_unlock_gts(gts);
720
721         gru_dbg(grudev,
722                 "cb 0x%lx, op %d, exopc %d, cbrstate %d, cbrexecstatus 0x%x, ecause 0x%x, "
723                 "exdet0 0x%lx, exdet1 0x%x\n",
724                 excdet.cb, excdet.opc, excdet.exopc, excdet.cbrstate, excdet.cbrexecstatus,
725                 excdet.ecause, excdet.exceptdet0, excdet.exceptdet1);
726         if (!ret && copy_to_user((void __user *)arg, &excdet, sizeof(excdet)))
727                 ret = -EFAULT;
728         return ret;
729 }
730
731 /*
732  * User request to unload a context. Content is saved for possible reload.
733  */
734 static int gru_unload_all_contexts(void)
735 {
736         struct gru_thread_state *gts;
737         struct gru_state *gru;
738         int gid, ctxnum;
739
740         if (!capable(CAP_SYS_ADMIN))
741                 return -EPERM;
742         foreach_gid(gid) {
743                 gru = GID_TO_GRU(gid);
744                 spin_lock(&gru->gs_lock);
745                 for (ctxnum = 0; ctxnum < GRU_NUM_CCH; ctxnum++) {
746                         gts = gru->gs_gts[ctxnum];
747                         if (gts && mutex_trylock(&gts->ts_ctxlock)) {
748                                 spin_unlock(&gru->gs_lock);
749                                 gru_unload_context(gts, 1);
750                                 mutex_unlock(&gts->ts_ctxlock);
751                                 spin_lock(&gru->gs_lock);
752                         }
753                 }
754                 spin_unlock(&gru->gs_lock);
755         }
756         return 0;
757 }
758
759 int gru_user_unload_context(unsigned long arg)
760 {
761         struct gru_thread_state *gts;
762         struct gru_unload_context_req req;
763
764         STAT(user_unload_context);
765         if (copy_from_user(&req, (void __user *)arg, sizeof(req)))
766                 return -EFAULT;
767
768         gru_dbg(grudev, "gseg 0x%lx\n", req.gseg);
769
770         if (!req.gseg)
771                 return gru_unload_all_contexts();
772
773         gts = gru_find_lock_gts(req.gseg);
774         if (!gts)
775                 return -EINVAL;
776
777         if (gts->ts_gru)
778                 gru_unload_context(gts, 1);
779         gru_unlock_gts(gts);
780
781         return 0;
782 }
783
784 /*
785  * User request to flush a range of virtual addresses from the GRU TLB
786  * (Mainly for testing).
787  */
788 int gru_user_flush_tlb(unsigned long arg)
789 {
790         struct gru_thread_state *gts;
791         struct gru_flush_tlb_req req;
792         struct gru_mm_struct *gms;
793
794         STAT(user_flush_tlb);
795         if (copy_from_user(&req, (void __user *)arg, sizeof(req)))
796                 return -EFAULT;
797
798         gru_dbg(grudev, "gseg 0x%lx, vaddr 0x%lx, len 0x%lx\n", req.gseg,
799                 req.vaddr, req.len);
800
801         gts = gru_find_lock_gts(req.gseg);
802         if (!gts)
803                 return -EINVAL;
804
805         gms = gts->ts_gms;
806         gru_unlock_gts(gts);
807         gru_flush_tlb_range(gms, req.vaddr, req.len);
808
809         return 0;
810 }
811
812 /*
813  * Fetch GSEG statisticss
814  */
815 long gru_get_gseg_statistics(unsigned long arg)
816 {
817         struct gru_thread_state *gts;
818         struct gru_get_gseg_statistics_req req;
819
820         if (copy_from_user(&req, (void __user *)arg, sizeof(req)))
821                 return -EFAULT;
822
823         /*
824          * The library creates arrays of contexts for threaded programs.
825          * If no gts exists in the array, the context has never been used & all
826          * statistics are implicitly 0.
827          */
828         gts = gru_find_lock_gts(req.gseg);
829         if (gts) {
830                 memcpy(&req.stats, &gts->ustats, sizeof(gts->ustats));
831                 gru_unlock_gts(gts);
832         } else {
833                 memset(&req.stats, 0, sizeof(gts->ustats));
834         }
835
836         if (copy_to_user((void __user *)arg, &req, sizeof(req)))
837                 return -EFAULT;
838
839         return 0;
840 }
841
842 /*
843  * Register the current task as the user of the GSEG slice.
844  * Needed for TLB fault interrupt targeting.
845  */
846 int gru_set_context_option(unsigned long arg)
847 {
848         struct gru_thread_state *gts;
849         struct gru_set_context_option_req req;
850         int ret = 0;
851
852         STAT(set_context_option);
853         if (copy_from_user(&req, (void __user *)arg, sizeof(req)))
854                 return -EFAULT;
855         gru_dbg(grudev, "op %d, gseg 0x%lx, value1 0x%lx\n", req.op, req.gseg, req.val1);
856
857         gts = gru_find_lock_gts(req.gseg);
858         if (!gts) {
859                 gts = gru_alloc_locked_gts(req.gseg);
860                 if (IS_ERR(gts))
861                         return PTR_ERR(gts);
862         }
863
864         switch (req.op) {
865         case sco_blade_chiplet:
866                 /* Select blade/chiplet for GRU context */
867                 if (req.val1 < -1 || req.val1 >= GRU_MAX_BLADES || !gru_base[req.val1] ||
868                     req.val0 < -1 || req.val0 >= GRU_CHIPLETS_PER_HUB) {
869                         ret = -EINVAL;
870                 } else {
871                         gts->ts_user_blade_id = req.val1;
872                         gts->ts_user_chiplet_id = req.val0;
873                         gru_check_context_placement(gts);
874                 }
875                 break;
876         case sco_gseg_owner:
877                 /* Register the current task as the GSEG owner */
878                 gts->ts_tgid_owner = current->tgid;
879                 break;
880         case sco_cch_req_slice:
881                 /* Set the CCH slice option */
882                 gts->ts_cch_req_slice = req.val1 & 3;
883                 break;
884         default:
885                 ret = -EINVAL;
886         }
887         gru_unlock_gts(gts);
888
889         return ret;
890 }