arch/tile/kernel/hardwall.c

   1 /*
   2  * Copyright 2010 Tilera Corporation. All Rights Reserved.
   3  *
   4  *   This program is free software; you can redistribute it and/or
   5  *   modify it under the terms of the GNU General Public License
   6  *   as published by the Free Software Foundation, version 2.
   7  *
   8  *   This program is distributed in the hope that it will be useful, but
   9  *   WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  10  *   MERCHANTABILITY OR FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE, GOOD TITLE or
  11  *   NON INFRINGEMENT.  See the GNU General Public License for
  12  *   more details.
  13  */
  14
  15 #include <linux/fs.h>
  16 #include <linux/proc_fs.h>
  17 #include <linux/seq_file.h>
  18 #include <linux/rwsem.h>
  19 #include <linux/kprobes.h>
  20 #include <linux/sched.h>
  21 #include <linux/hardirq.h>
  22 #include <linux/uaccess.h>
  23 #include <linux/smp.h>
  24 #include <linux/cdev.h>
  25 #include <linux/compat.h>
  26 #include <asm/hardwall.h>
  27 #include <asm/traps.h>
  28 #include <asm/siginfo.h>
  29 #include <asm/irq_regs.h>
  30
  31 #include <arch/interrupts.h>
  32 #include <arch/spr_def.h>
  33
  34
  35 /*
  36  * Implement a per-cpu "hardwall" resource class such as UDN or IPI.
  37  * We use "hardwall" nomenclature throughout for historical reasons.
  38  * The lock here controls access to the list data structure as well as
  39  * to the items on the list.
  40  */
  41 struct hardwall_type {
  42         int index;
  43         int is_xdn;
  44         int is_idn;
  45         int disabled;
  46         const char *name;
  47         struct list_head list;
  48         spinlock_t lock;
  49         struct proc_dir_entry *proc_dir;
  50 };
  51
  52 enum hardwall_index {
  53         HARDWALL_UDN = 0,
  54 #ifndef __tilepro__
  55         HARDWALL_IDN = 1,
  56         HARDWALL_IPI = 2,
  57 #endif
  58         _HARDWALL_TYPES
  59 };
  60
  61 static struct hardwall_type hardwall_types[] = {
  62         {  /* user-space access to UDN */
  63                 0,
  64                 1,
  65                 0,
  66                 0,
  67                 "udn",
  68                 LIST_HEAD_INIT(hardwall_types[HARDWALL_UDN].list),
  69                 __SPIN_LOCK_INITIALIZER(hardwall_types[HARDWALL_UDN].lock),
  70                 NULL
  71         },
  72 #ifndef __tilepro__
  73         {  /* user-space access to IDN */
  74                 1,
  75                 1,
  76                 1,
  77                 1,  /* disabled pending hypervisor support */
  78                 "idn",
  79                 LIST_HEAD_INIT(hardwall_types[HARDWALL_IDN].list),
  80                 __SPIN_LOCK_INITIALIZER(hardwall_types[HARDWALL_IDN].lock),
  81                 NULL
  82         },
  83         {  /* access to user-space IPI */
  84                 2,
  85                 0,
  86                 0,
  87                 0,
  88                 "ipi",
  89                 LIST_HEAD_INIT(hardwall_types[HARDWALL_IPI].list),
  90                 __SPIN_LOCK_INITIALIZER(hardwall_types[HARDWALL_IPI].lock),
  91                 NULL
  92         },
  93 #endif
  94 };
  95
  96 /*
  97  * This data structure tracks the cpu data, etc., associated
  98  * one-to-one with a "struct file *" from opening a hardwall device file.
  99  * Note that the file's private data points back to this structure.
 100  */
 101 struct hardwall_info {
 102         struct list_head list;             /* for hardwall_types.list */
 103         struct list_head task_head;        /* head of tasks in this hardwall */
 104         struct hardwall_type *type;        /* type of this resource */
 105         struct cpumask cpumask;            /* cpus reserved */
 106         int id;                            /* integer id for this hardwall */
 107         int teardown_in_progress;          /* are we tearing this one down? */
 108
 109         /* Remaining fields only valid for user-network resources. */
 110         int ulhc_x;                        /* upper left hand corner x coord */
 111         int ulhc_y;                        /* upper left hand corner y coord */
 112         int width;                         /* rectangle width */
 113         int height;                        /* rectangle height */
 114 #if CHIP_HAS_REV1_XDN()
 115         atomic_t xdn_pending_count;        /* cores in phase 1 of drain */
 116 #endif
 117 };
 118
 119
 120 /* /proc/tile/hardwall */
 121 static struct proc_dir_entry *hardwall_proc_dir;
 122
 123 /* Functions to manage files in /proc/tile/hardwall. */
 124 static void hardwall_add_proc(struct hardwall_info *);
 125 static void hardwall_remove_proc(struct hardwall_info *);
 126
 127 /* Allow disabling UDN access. */
 128 static int __init noudn(char *str)
 129 {
 130         pr_info("User-space UDN access is disabled\n");
 131         hardwall_types[HARDWALL_UDN].disabled = 1;
 132         return 0;
 133 }
 134 early_param("noudn", noudn);
 135
 136 #ifndef __tilepro__
 137 /* Allow disabling IDN access. */
 138 static int __init noidn(char *str)
 139 {
 140         pr_info("User-space IDN access is disabled\n");
 141         hardwall_types[HARDWALL_IDN].disabled = 1;
 142         return 0;
 143 }
 144 early_param("noidn", noidn);
 145
 146 /* Allow disabling IPI access. */
 147 static int __init noipi(char *str)
 148 {
 149         pr_info("User-space IPI access is disabled\n");
 150         hardwall_types[HARDWALL_IPI].disabled = 1;
 151         return 0;
 152 }
 153 early_param("noipi", noipi);
 154 #endif
 155
 156
 157 /*
 158  * Low-level primitives for UDN/IDN
 159  */
 160
 161 #ifdef __tilepro__
 162 #define mtspr_XDN(hwt, name, val) \
 163         do { (void)(hwt); __insn_mtspr(SPR_UDN_##name, (val)); } while (0)
 164 #define mtspr_MPL_XDN(hwt, name, val) \
 165         do { (void)(hwt); __insn_mtspr(SPR_MPL_UDN_##name, (val)); } while (0)
 166 #define mfspr_XDN(hwt, name) \
 167         ((void)(hwt), __insn_mfspr(SPR_UDN_##name))
 168 #else
 169 #define mtspr_XDN(hwt, name, val)                                       \
 170         do {                                                            \
 171                 if ((hwt)->is_idn)                                      \
 172                         __insn_mtspr(SPR_IDN_##name, (val));            \
 173                 else                                                    \
 174                         __insn_mtspr(SPR_UDN_##name, (val));            \
 175         } while (0)
 176 #define mtspr_MPL_XDN(hwt, name, val)                                   \
 177         do {                                                            \
 178                 if ((hwt)->is_idn)                                      \
 179                         __insn_mtspr(SPR_MPL_IDN_##name, (val));        \
 180                 else                                                    \
 181                         __insn_mtspr(SPR_MPL_UDN_##name, (val));        \
 182         } while (0)
 183 #define mfspr_XDN(hwt, name) \
 184   ((hwt)->is_idn ? __insn_mfspr(SPR_IDN_##name) : __insn_mfspr(SPR_UDN_##name))
 185 #endif
 186
 187 /* Set a CPU bit if the CPU is online. */
 188 #define cpu_online_set(cpu, dst) do { \
 189         if (cpu_online(cpu))          \
 190                 cpumask_set_cpu(cpu, dst);    \
 191 } while (0)
 192
 193
 194 /* Does the given rectangle contain the given x,y coordinate? */
 195 static int contains(struct hardwall_info *r, int x, int y)
 196 {
 197         return (x >= r->ulhc_x && x < r->ulhc_x + r->width) &&
 198                 (y >= r->ulhc_y && y < r->ulhc_y + r->height);
 199 }
 200
 201 /* Compute the rectangle parameters and validate the cpumask. */
 202 static int check_rectangle(struct hardwall_info *r, struct cpumask *mask)
 203 {
 204         int x, y, cpu, ulhc, lrhc;
 205
 206         /* The first cpu is the ULHC, the last the LRHC. */
 207         ulhc = find_first_bit(cpumask_bits(mask), nr_cpumask_bits);
 208         lrhc = find_last_bit(cpumask_bits(mask), nr_cpumask_bits);
 209
 210         /* Compute the rectangle attributes from the cpus. */
 211         r->ulhc_x = cpu_x(ulhc);
 212         r->ulhc_y = cpu_y(ulhc);
 213         r->width = cpu_x(lrhc) - r->ulhc_x + 1;
 214         r->height = cpu_y(lrhc) - r->ulhc_y + 1;
 215
 216         /* Width and height must be positive */
 217         if (r->width <= 0 || r->height <= 0)
 218                 return -EINVAL;
 219
 220         /* Confirm that the cpumask is exactly the rectangle. */
 221         for (y = 0, cpu = 0; y < smp_height; ++y)
 222                 for (x = 0; x < smp_width; ++x, ++cpu)
 223                         if (cpumask_test_cpu(cpu, mask) != contains(r, x, y))
 224                                 return -EINVAL;
 225
 226         /*
 227          * Note that offline cpus can't be drained when this user network
 228          * rectangle eventually closes.  We used to detect this
 229          * situation and print a warning, but it annoyed users and
 230          * they ignored it anyway, so now we just return without a
 231          * warning.
 232          */
 233         return 0;
 234 }
 235
 236 /*
 237  * Hardware management of hardwall setup, teardown, trapping,
 238  * and enabling/disabling PL0 access to the networks.
 239  */
 240
 241 /* Bit field values to mask together for writes to SPR_XDN_DIRECTION_PROTECT */
 242 enum direction_protect {
 243         N_PROTECT = (1 << 0),
 244         E_PROTECT = (1 << 1),
 245         S_PROTECT = (1 << 2),
 246         W_PROTECT = (1 << 3),
 247         C_PROTECT = (1 << 4),
 248 };
 249
 250 static inline int xdn_which_interrupt(struct hardwall_type *hwt)
 251 {
 252 #ifndef __tilepro__
 253         if (hwt->is_idn)
 254                 return INT_IDN_FIREWALL;
 255 #endif
 256         return INT_UDN_FIREWALL;
 257 }
 258
 259 static void enable_firewall_interrupts(struct hardwall_type *hwt)
 260 {
 261         arch_local_irq_unmask_now(xdn_which_interrupt(hwt));
 262 }
 263
 264 static void disable_firewall_interrupts(struct hardwall_type *hwt)
 265 {
 266         arch_local_irq_mask_now(xdn_which_interrupt(hwt));
 267 }
 268
 269 /* Set up hardwall on this cpu based on the passed hardwall_info. */
 270 static void hardwall_setup_func(void *info)
 271 {
 272         struct hardwall_info *r = info;
 273         struct hardwall_type *hwt = r->type;
 274
 275         int cpu = smp_processor_id();
 276         int x = cpu % smp_width;
 277         int y = cpu / smp_width;
 278         int bits = 0;
 279         if (x == r->ulhc_x)
 280                 bits |= W_PROTECT;
 281         if (x == r->ulhc_x + r->width - 1)
 282                 bits |= E_PROTECT;
 283         if (y == r->ulhc_y)
 284                 bits |= N_PROTECT;
 285         if (y == r->ulhc_y + r->height - 1)
 286                 bits |= S_PROTECT;
 287         BUG_ON(bits == 0);
 288         mtspr_XDN(hwt, DIRECTION_PROTECT, bits);
 289         enable_firewall_interrupts(hwt);
 290 }
 291
 292 /* Set up all cpus on edge of rectangle to enable/disable hardwall SPRs. */
 293 static void hardwall_protect_rectangle(struct hardwall_info *r)
 294 {
 295         int x, y, cpu, delta;
 296         struct cpumask rect_cpus;
 297
 298         cpumask_clear(&rect_cpus);
 299
 300         /* First include the top and bottom edges */
 301         cpu = r->ulhc_y * smp_width + r->ulhc_x;
 302         delta = (r->height - 1) * smp_width;
 303         for (x = 0; x < r->width; ++x, ++cpu) {
 304                 cpu_online_set(cpu, &rect_cpus);
 305                 cpu_online_set(cpu + delta, &rect_cpus);
 306         }
 307
 308         /* Then the left and right edges */
 309         cpu -= r->width;
 310         delta = r->width - 1;
 311         for (y = 0; y < r->height; ++y, cpu += smp_width) {
 312                 cpu_online_set(cpu, &rect_cpus);
 313                 cpu_online_set(cpu + delta, &rect_cpus);
 314         }
 315
 316         /* Then tell all the cpus to set up their protection SPR */
 317         on_each_cpu_mask(&rect_cpus, hardwall_setup_func, r, 1);
 318 }
 319
 320 void __kprobes do_hardwall_trap(struct pt_regs* regs, int fault_num)
 321 {
 322         struct hardwall_info *rect;
 323         struct hardwall_type *hwt;
 324         struct task_struct *p;
 325         struct siginfo info;
 326         int cpu = smp_processor_id();
 327         int found_processes;
 328         unsigned long flags;
 329         struct pt_regs *old_regs = set_irq_regs(regs);
 330
 331         irq_enter();
 332
 333         /* Figure out which network trapped. */
 334         switch (fault_num) {
 335 #ifndef __tilepro__
 336         case INT_IDN_FIREWALL:
 337                 hwt = &hardwall_types[HARDWALL_IDN];
 338                 break;
 339 #endif
 340         case INT_UDN_FIREWALL:
 341                 hwt = &hardwall_types[HARDWALL_UDN];
 342                 break;
 343         default:
 344                 BUG();
 345         }
 346         BUG_ON(hwt->disabled);
 347
 348         /* This tile trapped a network access; find the rectangle. */
 349         spin_lock_irqsave(&hwt->lock, flags);
 350         list_for_each_entry(rect, &hwt->list, list) {
 351                 if (cpumask_test_cpu(cpu, &rect->cpumask))
 352                         break;
 353         }
 354
 355         /*
 356          * It shouldn't be possible not to find this cpu on the
 357          * rectangle list, since only cpus in rectangles get hardwalled.
 358          * The hardwall is only removed after the user network is drained.
 359          */
 360         BUG_ON(&rect->list == &hwt->list);
 361
 362         /*
 363          * If we already started teardown on this hardwall, don't worry;
 364          * the abort signal has been sent and we are just waiting for things
 365          * to quiesce.
 366          */
 367         if (rect->teardown_in_progress) {
 368                 pr_notice("cpu %d: detected %s hardwall violation %#lx"
 369                        " while teardown already in progress\n",
 370                           cpu, hwt->name,
 371                           (long)mfspr_XDN(hwt, DIRECTION_PROTECT));
 372                 goto done;
 373         }
 374
 375         /*
 376          * Kill off any process that is activated in this rectangle.
 377          * We bypass security to deliver the signal, since it must be
 378          * one of the activated processes that generated the user network
 379          * message that caused this trap, and all the activated
 380          * processes shared a single open file so are pretty tightly
 381          * bound together from a security point of view to begin with.
 382          */
 383         rect->teardown_in_progress = 1;
 384         wmb(); /* Ensure visibility of rectangle before notifying processes. */
 385         pr_notice("cpu %d: detected %s hardwall violation %#lx...\n",
 386                   cpu, hwt->name, (long)mfspr_XDN(hwt, DIRECTION_PROTECT));
 387         info.si_signo = SIGILL;
 388         info.si_errno = 0;
 389         info.si_code = ILL_HARDWALL;
 390         found_processes = 0;
 391         list_for_each_entry(p, &rect->task_head,
 392                             thread.hardwall[hwt->index].list) {
 393                 BUG_ON(p->thread.hardwall[hwt->index].info != rect);
 394                 if (!(p->flags & PF_EXITING)) {
 395                         found_processes = 1;
 396                         pr_notice("hardwall: killing %d\n", p->pid);
 397                         do_send_sig_info(info.si_signo, &info, p, false);
 398                 }
 399         }
 400         if (!found_processes)
 401                 pr_notice("hardwall: no associated processes!\n");
 402
 403  done:
 404         spin_unlock_irqrestore(&hwt->lock, flags);
 405
 406         /*
 407          * We have to disable firewall interrupts now, or else when we
 408          * return from this handler, we will simply re-interrupt back to
 409          * it.  However, we can't clear the protection bits, since we
 410          * haven't yet drained the network, and that would allow packets
 411          * to cross out of the hardwall region.
 412          */
 413         disable_firewall_interrupts(hwt);
 414
 415         irq_exit();
 416         set_irq_regs(old_regs);
 417 }
 418
 419 /* Allow access from user space to the user network. */
 420 void grant_hardwall_mpls(struct hardwall_type *hwt)
 421 {
 422 #ifndef __tilepro__
 423         if (!hwt->is_xdn) {
 424                 __insn_mtspr(SPR_MPL_IPI_0_SET_0, 1);
 425                 return;
 426         }
 427 #endif
 428         mtspr_MPL_XDN(hwt, ACCESS_SET_0, 1);
 429         mtspr_MPL_XDN(hwt, AVAIL_SET_0, 1);
 430         mtspr_MPL_XDN(hwt, COMPLETE_SET_0, 1);
 431         mtspr_MPL_XDN(hwt, TIMER_SET_0, 1);
 432 #if !CHIP_HAS_REV1_XDN()
 433         mtspr_MPL_XDN(hwt, REFILL_SET_0, 1);
 434         mtspr_MPL_XDN(hwt, CA_SET_0, 1);
 435 #endif
 436 }
 437
 438 /* Deny access from user space to the user network. */
 439 void restrict_hardwall_mpls(struct hardwall_type *hwt)
 440 {
 441 #ifndef __tilepro__
 442         if (!hwt->is_xdn) {
 443                 __insn_mtspr(SPR_MPL_IPI_0_SET_1, 1);
 444                 return;
 445         }
 446 #endif
 447         mtspr_MPL_XDN(hwt, ACCESS_SET_1, 1);
 448         mtspr_MPL_XDN(hwt, AVAIL_SET_1, 1);
 449         mtspr_MPL_XDN(hwt, COMPLETE_SET_1, 1);
 450         mtspr_MPL_XDN(hwt, TIMER_SET_1, 1);
 451 #if !CHIP_HAS_REV1_XDN()
 452         mtspr_MPL_XDN(hwt, REFILL_SET_1, 1);
 453         mtspr_MPL_XDN(hwt, CA_SET_1, 1);
 454 #endif
 455 }
 456
 457 /* Restrict or deny as necessary for the task we're switching to. */
 458 void hardwall_switch_tasks(struct task_struct *prev,
 459                            struct task_struct *next)
 460 {
 461         int i;
 462         for (i = 0; i < HARDWALL_TYPES; ++i) {
 463                 if (prev->thread.hardwall[i].info != NULL) {
 464                         if (next->thread.hardwall[i].info == NULL)
 465                                 restrict_hardwall_mpls(&hardwall_types[i]);
 466                 } else if (next->thread.hardwall[i].info != NULL) {
 467                         grant_hardwall_mpls(&hardwall_types[i]);
 468                 }
 469         }
 470 }
 471
 472 /* Does this task have the right to IPI the given cpu? */
 473 int hardwall_ipi_valid(int cpu)
 474 {
 475 #ifdef __tilegx__
 476         struct hardwall_info *info =
 477                 current->thread.hardwall[HARDWALL_IPI].info;
 478         return info && cpumask_test_cpu(cpu, &info->cpumask);
 479 #else
 480         return 0;
 481 #endif
 482 }
 483
 484 /*
 485  * Code to create, activate, deactivate, and destroy hardwall resources.
 486  */
 487
 488 /* Create a hardwall for the given resource */
 489 static struct hardwall_info *hardwall_create(struct hardwall_type *hwt,
 490                                              size_t size,
 491                                              const unsigned char __user *bits)
 492 {
 493         struct hardwall_info *iter, *info;
 494         struct cpumask mask;
 495         unsigned long flags;
 496         int rc;
 497
 498         /* Reject crazy sizes out of hand, a la sys_mbind(). */
 499         if (size > PAGE_SIZE)
 500                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 501
 502         /* Copy whatever fits into a cpumask. */
 503         if (copy_from_user(&mask, bits, min(sizeof(struct cpumask), size)))
 504                 return ERR_PTR(-EFAULT);
 505
 506         /*
 507          * If the size was short, clear the rest of the mask;
 508          * otherwise validate that the rest of the user mask was zero
 509          * (we don't try hard to be efficient when validating huge masks).
 510          */
 511         if (size < sizeof(struct cpumask)) {
 512                 memset((char *)&mask + size, 0, sizeof(struct cpumask) - size);
 513         } else if (size > sizeof(struct cpumask)) {
 514                 size_t i;
 515                 for (i = sizeof(struct cpumask); i < size; ++i) {
 516                         char c;
 517                         if (get_user(c, &bits[i]))
 518                                 return ERR_PTR(-EFAULT);
 519                         if (c)
 520                                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 521                 }
 522         }
 523
 524         /* Allocate a new hardwall_info optimistically. */
 525         info = kmalloc(sizeof(struct hardwall_info),
 526                         GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
 527         if (info == NULL)
 528                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 529         INIT_LIST_HEAD(&info->task_head);
 530         info->type = hwt;
 531
 532         /* Compute the rectangle size and validate that it's plausible. */
 533         cpumask_copy(&info->cpumask, &mask);
 534         info->id = find_first_bit(cpumask_bits(&mask), nr_cpumask_bits);
 535         if (hwt->is_xdn) {
 536                 rc = check_rectangle(info, &mask);
 537                 if (rc != 0) {
 538                         kfree(info);
 539                         return ERR_PTR(rc);
 540                 }
 541         }
 542
 543         /* Confirm it doesn't overlap and add it to the list. */
 544         spin_lock_irqsave(&hwt->lock, flags);
 545         list_for_each_entry(iter, &hwt->list, list) {
 546                 if (cpumask_intersects(&iter->cpumask, &info->cpumask)) {
 547                         spin_unlock_irqrestore(&hwt->lock, flags);
 548                         kfree(info);
 549                         return ERR_PTR(-EBUSY);
 550                 }
 551         }
 552         list_add_tail(&info->list, &hwt->list);
 553         spin_unlock_irqrestore(&hwt->lock, flags);
 554
 555         /* Set up appropriate hardwalling on all affected cpus. */
 556         if (hwt->is_xdn)
 557                 hardwall_protect_rectangle(info);
 558
 559         /* Create a /proc/tile/hardwall entry. */
 560         hardwall_add_proc(info);
 561
 562         return info;
 563 }
 564
 565 /* Activate a given hardwall on this cpu for this process. */
 566 static int hardwall_activate(struct hardwall_info *info)
 567 {
 568         int cpu;
 569         unsigned long flags;
 570         struct task_struct *p = current;
 571         struct thread_struct *ts = &p->thread;
 572         struct hardwall_type *hwt;
 573
 574         /* Require a hardwall. */
 575         if (info == NULL)
 576                 return -ENODATA;
 577
 578         /* Not allowed to activate a hardwall that is being torn down. */
 579         if (info->teardown_in_progress)
 580                 return -EINVAL;
 581
 582         /*
 583          * Get our affinity; if we're not bound to this tile uniquely,
 584          * we can't access the network registers.
 585          */
 586         if (cpumask_weight(&p->cpus_allowed) != 1)
 587                 return -EPERM;
 588
 589         /* Make sure we are bound to a cpu assigned to this resource. */
 590         cpu = smp_processor_id();
 591         BUG_ON(cpumask_first(&p->cpus_allowed) != cpu);
 592         if (!cpumask_test_cpu(cpu, &info->cpumask))
 593                 return -EINVAL;
 594
 595         /* If we are already bound to this hardwall, it's a no-op. */
 596         hwt = info->type;
 597         if (ts->hardwall[hwt->index].info) {
 598                 BUG_ON(ts->hardwall[hwt->index].info != info);
 599                 return 0;
 600         }
 601
 602         /* Success!  This process gets to use the resource on this cpu. */
 603         ts->hardwall[hwt->index].info = info;
 604         spin_lock_irqsave(&hwt->lock, flags);
 605         list_add(&ts->hardwall[hwt->index].list, &info->task_head);
 606         spin_unlock_irqrestore(&hwt->lock, flags);
 607         grant_hardwall_mpls(hwt);
 608         printk(KERN_DEBUG "Pid %d (%s) activated for %s hardwall: cpu %d\n",
 609                p->pid, p->comm, hwt->name, cpu);
 610         return 0;
 611 }
 612
 613 /*
 614  * Deactivate a task's hardwall.  Must hold lock for hardwall_type.
 615  * This method may be called from free_task(), so we don't want to
 616  * rely on too many fields of struct task_struct still being valid.
 617  * We assume the cpus_allowed, pid, and comm fields are still valid.
 618  */
 619 static void _hardwall_deactivate(struct hardwall_type *hwt,
 620                                  struct task_struct *task)
 621 {
 622         struct thread_struct *ts = &task->thread;
 623
 624         if (cpumask_weight(&task->cpus_allowed) != 1) {
 625                 pr_err("pid %d (%s) releasing %s hardwall with"
 626                        " an affinity mask containing %d cpus!\n",
 627                        task->pid, task->comm, hwt->name,
 628                        cpumask_weight(&task->cpus_allowed));
 629                 BUG();
 630         }
 631
 632         BUG_ON(ts->hardwall[hwt->index].info == NULL);
 633         ts->hardwall[hwt->index].info = NULL;
 634         list_del(&ts->hardwall[hwt->index].list);
 635         if (task == current)
 636                 restrict_hardwall_mpls(hwt);
 637 }
 638
 639 /* Deactivate a task's hardwall. */
 640 static int hardwall_deactivate(struct hardwall_type *hwt,
 641                                struct task_struct *task)
 642 {
 643         unsigned long flags;
 644         int activated;
 645
 646         spin_lock_irqsave(&hwt->lock, flags);
 647         activated = (task->thread.hardwall[hwt->index].info != NULL);
 648         if (activated)
 649                 _hardwall_deactivate(hwt, task);
 650         spin_unlock_irqrestore(&hwt->lock, flags);
 651
 652         if (!activated)
 653                 return -EINVAL;
 654
 655         printk(KERN_DEBUG "Pid %d (%s) deactivated for %s hardwall: cpu %d\n",
 656                task->pid, task->comm, hwt->name, smp_processor_id());
 657         return 0;
 658 }
 659
 660 void hardwall_deactivate_all(struct task_struct *task)
 661 {
 662         int i;
 663         for (i = 0; i < HARDWALL_TYPES; ++i)
 664                 if (task->thread.hardwall[i].info)
 665                         hardwall_deactivate(&hardwall_types[i], task);
 666 }
 667
 668 /* Stop the switch before draining the network. */
 669 static void stop_xdn_switch(void *arg)
 670 {
 671 #if !CHIP_HAS_REV1_XDN()
 672         /* Freeze the switch and the demux. */
 673         __insn_mtspr(SPR_UDN_SP_FREEZE,
 674                      SPR_UDN_SP_FREEZE__SP_FRZ_MASK |
 675                      SPR_UDN_SP_FREEZE__DEMUX_FRZ_MASK |
 676                      SPR_UDN_SP_FREEZE__NON_DEST_EXT_MASK);
 677 #else
 678         /*
 679          * Drop all packets bound for the core or off the edge.
 680          * We rely on the normal hardwall protection setup code
 681          * to have set the low four bits to trigger firewall interrupts,
 682          * and shift those bits up to trigger "drop on send" semantics,
 683          * plus adding "drop on send to core" for all switches.
 684          * In practice it seems the switches latch the DIRECTION_PROTECT
 685          * SPR so they won't start dropping if they're already
 686          * delivering the last message to the core, but it doesn't
 687          * hurt to enable it here.
 688          */
 689         struct hardwall_type *hwt = arg;
 690         unsigned long protect = mfspr_XDN(hwt, DIRECTION_PROTECT);
 691         mtspr_XDN(hwt, DIRECTION_PROTECT, (protect | C_PROTECT) << 5);
 692 #endif
 693 }
 694
 695 static void empty_xdn_demuxes(struct hardwall_type *hwt)
 696 {
 697 #ifndef __tilepro__
 698         if (hwt->is_idn) {
 699                 while (__insn_mfspr(SPR_IDN_DATA_AVAIL) & (1 << 0))
 700                         (void) __tile_idn0_receive();
 701                 while (__insn_mfspr(SPR_IDN_DATA_AVAIL) & (1 << 1))
 702                         (void) __tile_idn1_receive();
 703                 return;
 704         }
 705 #endif
 706         while (__insn_mfspr(SPR_UDN_DATA_AVAIL) & (1 << 0))
 707                 (void) __tile_udn0_receive();
 708         while (__insn_mfspr(SPR_UDN_DATA_AVAIL) & (1 << 1))
 709                 (void) __tile_udn1_receive();
 710         while (__insn_mfspr(SPR_UDN_DATA_AVAIL) & (1 << 2))
 711                 (void) __tile_udn2_receive();
 712         while (__insn_mfspr(SPR_UDN_DATA_AVAIL) & (1 << 3))
 713                 (void) __tile_udn3_receive();
 714 }
 715
 716 /* Drain all the state from a stopped switch. */
 717 static void drain_xdn_switch(void *arg)
 718 {
 719         struct hardwall_info *info = arg;
 720         struct hardwall_type *hwt = info->type;
 721
 722 #if CHIP_HAS_REV1_XDN()
 723         /*
 724          * The switches have been configured to drop any messages
 725          * destined for cores (or off the edge of the rectangle).
 726          * But the current message may continue to be delivered,
 727          * so we wait until all the cores have finished any pending
 728          * messages before we stop draining.
 729          */
 730         int pending = mfspr_XDN(hwt, PENDING);
 731         while (pending--) {
 732                 empty_xdn_demuxes(hwt);
 733                 if (hwt->is_idn)
 734                         __tile_idn_send(0);
 735                 else
 736                         __tile_udn_send(0);
 737         }
 738         atomic_dec(&info->xdn_pending_count);
 739         while (atomic_read(&info->xdn_pending_count))
 740                 empty_xdn_demuxes(hwt);
 741 #else
 742         int i;
 743         int from_tile_words, ca_count;
 744
 745         /* Empty out the 5 switch point fifos. */
 746         for (i = 0; i < 5; i++) {
 747                 int words, j;
 748                 __insn_mtspr(SPR_UDN_SP_FIFO_SEL, i);
 749                 words = __insn_mfspr(SPR_UDN_SP_STATE) & 0xF;
 750                 for (j = 0; j < words; j++)
 751                         (void) __insn_mfspr(SPR_UDN_SP_FIFO_DATA);
 752                 BUG_ON((__insn_mfspr(SPR_UDN_SP_STATE) & 0xF) != 0);
 753         }
 754
 755         /* Dump out the 3 word fifo at top. */
 756         from_tile_words = (__insn_mfspr(SPR_UDN_DEMUX_STATUS) >> 10) & 0x3;
 757         for (i = 0; i < from_tile_words; i++)
 758                 (void) __insn_mfspr(SPR_UDN_DEMUX_WRITE_FIFO);
 759
 760         /* Empty out demuxes. */
 761         empty_xdn_demuxes(hwt);
 762
 763         /* Empty out catch all. */
 764         ca_count = __insn_mfspr(SPR_UDN_DEMUX_CA_COUNT);
 765         for (i = 0; i < ca_count; i++)
 766                 (void) __insn_mfspr(SPR_UDN_CA_DATA);
 767         BUG_ON(__insn_mfspr(SPR_UDN_DEMUX_CA_COUNT) != 0);
 768
 769         /* Clear demux logic. */
 770         __insn_mtspr(SPR_UDN_DEMUX_CTL, 1);
 771
 772         /*
 773          * Write switch state; experimentation indicates that 0xc3000
 774          * is an idle switch point.
 775          */
 776         for (i = 0; i < 5; i++) {
 777                 __insn_mtspr(SPR_UDN_SP_FIFO_SEL, i);
 778                 __insn_mtspr(SPR_UDN_SP_STATE, 0xc3000);
 779         }
 780 #endif
 781 }
 782
 783 /* Reset random XDN state registers at boot up and during hardwall teardown. */
 784 static void reset_xdn_network_state(struct hardwall_type *hwt)
 785 {
 786         if (hwt->disabled)
 787                 return;
 788
 789         /* Clear out other random registers so we have a clean slate. */
 790         mtspr_XDN(hwt, DIRECTION_PROTECT, 0);
 791         mtspr_XDN(hwt, AVAIL_EN, 0);
 792         mtspr_XDN(hwt, DEADLOCK_TIMEOUT, 0);
 793
 794 #if !CHIP_HAS_REV1_XDN()
 795         /* Reset UDN coordinates to their standard value */
 796         {
 797                 unsigned int cpu = smp_processor_id();
 798                 unsigned int x = cpu % smp_width;
 799                 unsigned int y = cpu / smp_width;
 800                 __insn_mtspr(SPR_UDN_TILE_COORD, (x << 18) | (y << 7));
 801         }
 802
 803         /* Set demux tags to predefined values and enable them. */
 804         __insn_mtspr(SPR_UDN_TAG_VALID, 0xf);
 805         __insn_mtspr(SPR_UDN_TAG_0, (1 << 0));
 806         __insn_mtspr(SPR_UDN_TAG_1, (1 << 1));
 807         __insn_mtspr(SPR_UDN_TAG_2, (1 << 2));
 808         __insn_mtspr(SPR_UDN_TAG_3, (1 << 3));
 809
 810         /* Set other rev0 random registers to a clean state. */
 811         __insn_mtspr(SPR_UDN_REFILL_EN, 0);
 812         __insn_mtspr(SPR_UDN_DEMUX_QUEUE_SEL, 0);
 813         __insn_mtspr(SPR_UDN_SP_FIFO_SEL, 0);
 814
 815         /* Start the switch and demux. */
 816         __insn_mtspr(SPR_UDN_SP_FREEZE, 0);
 817 #endif
 818 }
 819
 820 void reset_network_state(void)
 821 {
 822         reset_xdn_network_state(&hardwall_types[HARDWALL_UDN]);
 823 #ifndef __tilepro__
 824         reset_xdn_network_state(&hardwall_types[HARDWALL_IDN]);
 825 #endif
 826 }
 827
 828 /* Restart an XDN switch after draining. */
 829 static void restart_xdn_switch(void *arg)
 830 {
 831         struct hardwall_type *hwt = arg;
 832
 833 #if CHIP_HAS_REV1_XDN()
 834         /* One last drain step to avoid races with injection and draining. */
 835         empty_xdn_demuxes(hwt);
 836 #endif
 837
 838         reset_xdn_network_state(hwt);
 839
 840         /* Disable firewall interrupts. */
 841         disable_firewall_interrupts(hwt);
 842 }
 843
 844 /* Last reference to a hardwall is gone, so clear the network. */
 845 static void hardwall_destroy(struct hardwall_info *info)
 846 {
 847         struct task_struct *task;
 848         struct hardwall_type *hwt;
 849         unsigned long flags;
 850
 851         /* Make sure this file actually represents a hardwall. */
 852         if (info == NULL)
 853                 return;
 854
 855         /*
 856          * Deactivate any remaining tasks.  It's possible to race with
 857          * some other thread that is exiting and hasn't yet called
 858          * deactivate (when freeing its thread_info), so we carefully
 859          * deactivate any remaining tasks before freeing the
 860          * hardwall_info object itself.
 861          */
 862         hwt = info->type;
 863         info->teardown_in_progress = 1;
 864         spin_lock_irqsave(&hwt->lock, flags);
 865         list_for_each_entry(task, &info->task_head,
 866                             thread.hardwall[hwt->index].list)
 867                 _hardwall_deactivate(hwt, task);
 868         spin_unlock_irqrestore(&hwt->lock, flags);
 869
 870         if (hwt->is_xdn) {
 871                 /* Configure the switches for draining the user network. */
 872                 printk(KERN_DEBUG
 873                        "Clearing %s hardwall rectangle %dx%d %d,%d\n",
 874                        hwt->name, info->width, info->height,
 875                        info->ulhc_x, info->ulhc_y);
 876                 on_each_cpu_mask(&info->cpumask, stop_xdn_switch, hwt, 1);
 877
 878                 /* Drain the network. */
 879 #if CHIP_HAS_REV1_XDN()
 880                 atomic_set(&info->xdn_pending_count,
 881                            cpumask_weight(&info->cpumask));
 882                 on_each_cpu_mask(&info->cpumask, drain_xdn_switch, info, 0);
 883 #else
 884                 on_each_cpu_mask(&info->cpumask, drain_xdn_switch, info, 1);
 885 #endif
 886
 887                 /* Restart switch and disable firewall. */
 888                 on_each_cpu_mask(&info->cpumask, restart_xdn_switch, hwt, 1);
 889         }
 890
 891         /* Remove the /proc/tile/hardwall entry. */
 892         hardwall_remove_proc(info);
 893
 894         /* Now free the hardwall from the list. */
 895         spin_lock_irqsave(&hwt->lock, flags);
 896         BUG_ON(!list_empty(&info->task_head));
 897         list_del(&info->list);
 898         spin_unlock_irqrestore(&hwt->lock, flags);
 899         kfree(info);
 900 }
 901
 902
 903 static int hardwall_proc_show(struct seq_file *sf, void *v)
 904 {
 905         struct hardwall_info *info = sf->private;
 906         char buf[256];
 907
 908         int rc = cpulist_scnprintf(buf, sizeof(buf), &info->cpumask);
 909         buf[rc++] = '\n';
 910         seq_write(sf, buf, rc);
 911         return 0;
 912 }
 913
 914 static int hardwall_proc_open(struct inode *inode,
 915                               struct file *file)
 916 {
 917         return single_open(file, hardwall_proc_show, PDE_DATA(inode));
 918 }
 919
 920 static const struct file_operations hardwall_proc_fops = {
 921         .open           = hardwall_proc_open,
 922         .read           = seq_read,
 923         .llseek         = seq_lseek,
 924         .release        = single_release,
 925 };
 926
 927 static void hardwall_add_proc(struct hardwall_info *info)
 928 {
 929         char buf[64];
 930         snprintf(buf, sizeof(buf), "%d", info->id);
 931         proc_create_data(buf, 0444, info->type->proc_dir,
 932                          &hardwall_proc_fops, info);
 933 }
 934
 935 static void hardwall_remove_proc(struct hardwall_info *info)
 936 {
 937         char buf[64];
 938         snprintf(buf, sizeof(buf), "%d", info->id);
 939         remove_proc_entry(buf, info->type->proc_dir);
 940 }
 941
 942 int proc_pid_hardwall(struct task_struct *task, char *buffer)
 943 {
 944         int i;
 945         int n = 0;
 946         for (i = 0; i < HARDWALL_TYPES; ++i) {
 947                 struct hardwall_info *info = task->thread.hardwall[i].info;
 948                 if (info)
 949                         n += sprintf(&buffer[n], "%s: %d\n",
 950                                      info->type->name, info->id);
 951         }
 952         return n;
 953 }
 954
 955 void proc_tile_hardwall_init(struct proc_dir_entry *root)
 956 {
 957         int i;
 958         for (i = 0; i < HARDWALL_TYPES; ++i) {
 959                 struct hardwall_type *hwt = &hardwall_types[i];
 960                 if (hwt->disabled)
 961                         continue;
 962                 if (hardwall_proc_dir == NULL)
 963                         hardwall_proc_dir = proc_mkdir("hardwall", root);
 964                 hwt->proc_dir = proc_mkdir(hwt->name, hardwall_proc_dir);
 965         }
 966 }
 967
 968
 969 /*
 970  * Character device support via ioctl/close.
 971  */
 972
 973 static long hardwall_ioctl(struct file *file, unsigned int a, unsigned long b)
 974 {
 975         struct hardwall_info *info = file->private_data;
 976         int minor = iminor(file->f_mapping->host);
 977         struct hardwall_type* hwt;
 978
 979         if (_IOC_TYPE(a) != HARDWALL_IOCTL_BASE)
 980                 return -EINVAL;
 981
 982         BUILD_BUG_ON(HARDWALL_TYPES != _HARDWALL_TYPES);
 983         BUILD_BUG_ON(HARDWALL_TYPES !=
 984                      sizeof(hardwall_types)/sizeof(hardwall_types[0]));
 985
 986         if (minor < 0 || minor >= HARDWALL_TYPES)
 987                 return -EINVAL;
 988         hwt = &hardwall_types[minor];
 989         WARN_ON(info && hwt != info->type);
 990
 991         switch (_IOC_NR(a)) {
 992         case _HARDWALL_CREATE:
 993                 if (hwt->disabled)
 994                         return -ENOSYS;
 995                 if (info != NULL)
 996                         return -EALREADY;
 997                 info = hardwall_create(hwt, _IOC_SIZE(a),
 998                                        (const unsigned char __user *)b);
 999                 if (IS_ERR(info))
1000                         return PTR_ERR(info);
1001                 file->private_data = info;
1002                 return 0;
1003
1004         case _HARDWALL_ACTIVATE:
1005                 return hardwall_activate(info);
1006
1007         case _HARDWALL_DEACTIVATE:
1008                 if (current->thread.hardwall[hwt->index].info != info)
1009                         return -EINVAL;
1010                 return hardwall_deactivate(hwt, current);
1011
1012         case _HARDWALL_GET_ID:
1013                 return info ? info->id : -EINVAL;
1014
1015         default:
1016                 return -EINVAL;
1017         }
1018 }
1019
1020 #ifdef CONFIG_COMPAT
1021 static long hardwall_compat_ioctl(struct file *file,
1022                                   unsigned int a, unsigned long b)
1023 {
1024         /* Sign-extend the argument so it can be used as a pointer. */
1025         return hardwall_ioctl(file, a, (unsigned long)compat_ptr(b));
1026 }
1027 #endif
1028
1029 /* The user process closed the file; revoke access to user networks. */
1030 static int hardwall_flush(struct file *file, fl_owner_t owner)
1031 {
1032         struct hardwall_info *info = file->private_data;
1033         struct task_struct *task, *tmp;
1034         unsigned long flags;
1035
1036         if (info) {
1037                 /*
1038                  * NOTE: if multiple threads are activated on this hardwall
1039                  * file, the other threads will continue having access to the
1040                  * user network until they are context-switched out and back
1041                  * in again.
1042                  *
1043                  * NOTE: A NULL files pointer means the task is being torn
1044                  * down, so in that case we also deactivate it.
1045                  */
1046                 struct hardwall_type *hwt = info->type;
1047                 spin_lock_irqsave(&hwt->lock, flags);
1048                 list_for_each_entry_safe(task, tmp, &info->task_head,
1049                                          thread.hardwall[hwt->index].list) {
1050                         if (task->files == owner || task->files == NULL)
1051                                 _hardwall_deactivate(hwt, task);
1052                 }
1053                 spin_unlock_irqrestore(&hwt->lock, flags);
1054         }
1055
1056         return 0;
1057 }
1058
1059 /* This hardwall is gone, so destroy it. */
1060 static int hardwall_release(struct inode *inode, struct file *file)
1061 {
1062         hardwall_destroy(file->private_data);
1063         return 0;
1064 }
1065
1066 static const struct file_operations dev_hardwall_fops = {
1067         .open           = nonseekable_open,
1068         .unlocked_ioctl = hardwall_ioctl,
1069 #ifdef CONFIG_COMPAT
1070         .compat_ioctl   = hardwall_compat_ioctl,
1071 #endif
1072         .flush          = hardwall_flush,
1073         .release        = hardwall_release,
1074 };
1075
1076 static struct cdev hardwall_dev;
1077
1078 static int __init dev_hardwall_init(void)
1079 {
1080         int rc;
1081         dev_t dev;
1082
1083         rc = alloc_chrdev_region(&dev, 0, HARDWALL_TYPES, "hardwall");
1084         if (rc < 0)
1085                 return rc;
1086         cdev_init(&hardwall_dev, &dev_hardwall_fops);
1087         rc = cdev_add(&hardwall_dev, dev, HARDWALL_TYPES);
1088         if (rc < 0)
1089                 return rc;
1090
1091         return 0;
1092 }
1093 late_initcall(dev_hardwall_init);