| 1 | /* | 
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| 2 |  * soclib_hba.c - soclib AHCI block device driver implementation. | 
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| 3 |  * | 
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| 4 |  * Author     Alain Greiner (2016,2017,2018) | 
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| 5 |  * | 
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| 6 |  * Copyright (c) UPMC Sorbonne Universites | 
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| 7 |  * | 
|---|
| 8 |  * This file is part of ALMOS-MKH.. | 
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| 9 |  * | 
|---|
| 10 |  * ALMOS-MKH. is free software; you can redistribute it and/or modify it | 
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| 11 |  * under the terms of the GNU General Public License as published by | 
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| 12 |  * the Free Software Foundation; version 2.0 of the License. | 
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| 13 |  * | 
|---|
| 14 |  * ALMOS-MKH. is distributed in the hope that it will be useful, but | 
|---|
| 15 |  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of | 
|---|
| 16 |  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU | 
|---|
| 17 |  * General Public License for more details. | 
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| 18 |  * | 
|---|
| 19 |  * You should have received a copy of the GNU General Public License | 
|---|
| 20 |  * along with ALMOS-MKH.; if not, write to the Free Software Foundation, | 
|---|
| 21 |  * Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA | 
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| 22 |  */ | 
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| 23 |  | 
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| 24 | #include <printk.h> | 
|---|
| 25 | #include <hal_special.h> | 
|---|
| 26 | #include <chdev.h> | 
|---|
| 27 | #include <dev_ioc.h> | 
|---|
| 28 | #include <soclib_hba.h> | 
|---|
| 29 | #include <spinlock.h> | 
|---|
| 30 | #include <thread.h> | 
|---|
| 31 |  | 
|---|
| 32 | ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 33 | //   SOCLIB_HBA specific global variables | 
|---|
| 34 | ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 35 |          | 
|---|
| 36 | // command list : up to 32 commands | 
|---|
| 37 | __attribute__((section(".kdata"))) | 
|---|
| 38 | hba_cmd_desc_t     hba_cmd_list[32] __attribute__((aligned(0x40)));    | 
|---|
| 39 |  | 
|---|
| 40 | // command tables array : one command table per entry in command list | 
|---|
| 41 | __attribute__((section(".kdata"))) | 
|---|
| 42 | hba_cmd_table_t    hba_cmd_table[32] __attribute__((aligned(0x40)));  | 
|---|
| 43 |  | 
|---|
| 44 | // extended pointer on the owner thread, for each slot | 
|---|
| 45 | __attribute__((section(".kdata"))) | 
|---|
| 46 | xptr_t             hba_owner_thread[32]; | 
|---|
| 47 |  | 
|---|
| 48 | // bit vector of active slots | 
|---|
| 49 | __attribute__((section(".kdata"))) | 
|---|
| 50 | uint32_t           hba_active_slots;  | 
|---|
| 51 |  | 
|---|
| 52 | // spinlock protecting the command slot allocator | 
|---|
| 53 | __attribute__((section(".kdata"))) | 
|---|
| 54 | spinlock_t         hba_lock; | 
|---|
| 55 |  | 
|---|
| 56 | /////////////////////////////////////// | 
|---|
| 57 | void soclib_hba_init( chdev_t * chdev ) | 
|---|
| 58 | { | 
|---|
| 59 |     // get hardware device base address | 
|---|
| 60 |         xptr_t  hba_xp = chdev->base; | 
|---|
| 61 |  | 
|---|
| 62 |     // set driver specific fields | 
|---|
| 63 |     chdev->cmd = &soclib_hba_cmd; | 
|---|
| 64 |     chdev->isr = &soclib_hba_isr; | 
|---|
| 65 |  | 
|---|
| 66 |     // get hardware device cluster and local pointer | 
|---|
| 67 |     cxy_t      hba_cxy  = GET_CXY( hba_xp ); | 
|---|
| 68 |     uint32_t * hba_ptr  = (uint32_t *)GET_PTR( hba_xp ); | 
|---|
| 69 |  | 
|---|
| 70 |     // get block_size and block_count   | 
|---|
| 71 |         uint32_t block_size  = hal_remote_lw( XPTR( hba_cxy , hba_ptr + HBA_BLOCK_SIZE_REG ) ); | 
|---|
| 72 |         uint32_t block_count = hal_remote_lw( XPTR( hba_cxy , hba_ptr + HBA_BLOCK_COUNT_REG ) ); | 
|---|
| 73 |  | 
|---|
| 74 |     // set device descriptor extension | 
|---|
| 75 |     chdev->ext.ioc.size  = block_size; | 
|---|
| 76 |     chdev->ext.ioc.count = block_count; | 
|---|
| 77 |  | 
|---|
| 78 |     // activate HBA interrupts  | 
|---|
| 79 |     hal_remote_sw( XPTR( hba_cxy , hba_ptr + HBA_PXIE_REG ) , 0x1 ); | 
|---|
| 80 |  | 
|---|
| 81 |         // reset SOCLIB_HBA driver global variable | 
|---|
| 82 |     hba_active_slots = 0; | 
|---|
| 83 |  | 
|---|
| 84 | } // end soclib_hba_init() | 
|---|
| 85 |  | 
|---|
| 86 |  | 
|---|
| 87 | ////////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 88 | void __attribute__ ((noinline)) soclib_hba_cmd( xptr_t th_xp ) | 
|---|
| 89 | { | 
|---|
| 90 |  | 
|---|
| 91 |     uint32_t           cmd_type;     // IOC_READ / IOC_WRITE / IOC_SYNC_READ | 
|---|
| 92 |     uint32_t           lba;          // lba    : command argument | 
|---|
| 93 |     uint32_t           count;        // count  : command argument | 
|---|
| 94 |     xptr_t             buf_xp;       // buffer : command argument | 
|---|
| 95 |     xptr_t             dev_xp;       // device : command argument | 
|---|
| 96 |  | 
|---|
| 97 |     uint32_t           cmd_id;       // current slot index in command bit_vector | 
|---|
| 98 |     hba_cmd_desc_t   * cmd_desc;     // command descriptor pointer    | 
|---|
| 99 |     hba_cmd_table_t  * cmd_table;    // command table pointer | 
|---|
| 100 |  | 
|---|
| 101 |     bool_t             found; | 
|---|
| 102 |     uint32_t           iter;  | 
|---|
| 103 |  | 
|---|
| 104 |     // get client thread cluster and local pointer | 
|---|
| 105 |     cxy_t      th_cxy = GET_CXY( th_xp ); | 
|---|
| 106 |     thread_t * th_ptr = GET_PTR( th_xp ); | 
|---|
| 107 |  | 
|---|
| 108 |     // get command arguments and extended pointer on IOC device | 
|---|
| 109 |     cmd_type  =         hal_remote_lw ( XPTR( th_cxy , &th_ptr->ioc_cmd.type   ) ); | 
|---|
| 110 |     lba       =         hal_remote_lw ( XPTR( th_cxy , &th_ptr->ioc_cmd.lba    ) ); | 
|---|
| 111 |     count     =         hal_remote_lw ( XPTR( th_cxy , &th_ptr->ioc_cmd.count  ) ); | 
|---|
| 112 |     buf_xp    = (xptr_t)hal_remote_lwd( XPTR( th_cxy , &th_ptr->ioc_cmd.buf_xp ) ); | 
|---|
| 113 |     dev_xp    = (xptr_t)hal_remote_lwd( XPTR( th_cxy , &th_ptr->ioc_cmd.dev_xp ) ); | 
|---|
| 114 |  | 
|---|
| 115 |     // get IOC device cluster and local pointer | 
|---|
| 116 |     cxy_t     dev_cxy = GET_CXY( dev_xp ); | 
|---|
| 117 |     chdev_t * dev_ptr = GET_PTR( dev_xp ); | 
|---|
| 118 |  | 
|---|
| 119 |     // get cluster and pointers for SOCLIB-HBA peripheral segment base | 
|---|
| 120 |     xptr_t     hba_xp  = (xptr_t)hal_remote_lwd( XPTR( dev_cxy , &dev_ptr->base ) ); | 
|---|
| 121 |     cxy_t      hba_cxy = GET_CXY( hba_xp ); | 
|---|
| 122 |     uint32_t * hba_ptr = GET_PTR( hba_xp ); | 
|---|
| 123 |  | 
|---|
| 124 |     // try to register the I/O operation in a free slot  | 
|---|
| 125 |     // returns if success, deschedule if no slot available | 
|---|
| 126 |     // we do not need a lock to access the slot allocator, | 
|---|
| 127 |     // because the driver is only called by the server thread. | 
|---|
| 128 |     while( 1 ) | 
|---|
| 129 |     { | 
|---|
| 130 |         // try to find a free slot in the 32 slots command list | 
|---|
| 131 |         cmd_id = 0; | 
|---|
| 132 |         found  = false; | 
|---|
| 133 |         for ( iter = 0 ; iter < 32 ; iter++ ) | 
|---|
| 134 |         { | 
|---|
| 135 |             if( (hba_active_slots & (1<<iter) ) == 0 ) | 
|---|
| 136 |             { | 
|---|
| 137 |                 found  = true; | 
|---|
| 138 |                 cmd_id = iter; | 
|---|
| 139 |                 hba_active_slots |= (1<<iter); | 
|---|
| 140 |                 break; | 
|---|
| 141 |             } | 
|---|
| 142 |         } | 
|---|
| 143 |  | 
|---|
| 144 |         if( found )  // slot available in SOCLIB_HBA  | 
|---|
| 145 |         { | 
|---|
| 146 |             // compute pointers on command descriptor and command table     | 
|---|
| 147 |             cmd_desc  = &hba_cmd_list[cmd_id]; | 
|---|
| 148 |             cmd_table = &hba_cmd_table[cmd_id]; | 
|---|
| 149 |  | 
|---|
| 150 |             // set  buffer descriptor in command table  | 
|---|
| 151 |             cmd_table->buffer.dba  = (uint32_t)(buf_xp);    | 
|---|
| 152 |             cmd_table->buffer.dbau = (uint32_t)(buf_xp >> 32); | 
|---|
| 153 |             cmd_table->buffer.dbc  = count * 512; | 
|---|
| 154 |  | 
|---|
| 155 |             // initialize command table header | 
|---|
| 156 |             cmd_table->header.lba0 = (char)lba; | 
|---|
| 157 |             cmd_table->header.lba1 = (char)(lba>>8); | 
|---|
| 158 |             cmd_table->header.lba2 = (char)(lba>>16); | 
|---|
| 159 |             cmd_table->header.lba3 = (char)(lba>>24); | 
|---|
| 160 |             cmd_table->header.lba4 = 0; | 
|---|
| 161 |             cmd_table->header.lba5 = 0; | 
|---|
| 162 |  | 
|---|
| 163 |             // initialise command descriptor | 
|---|
| 164 |             cmd_desc->prdtl[0] = 1; | 
|---|
| 165 |             cmd_desc->prdtl[1] = 0; | 
|---|
| 166 |             if( cmd_type == IOC_WRITE ) cmd_desc->flag[0] = 0x40; | 
|---|
| 167 |             else                        cmd_desc->flag[0] = 0x00;      | 
|---|
| 168 |  | 
|---|
| 169 | #if USE_IOB // software L2/L3 cache coherence  | 
|---|
| 170 |  | 
|---|
| 171 |             dev_mmc_sync( cmd_table , sizeof(hba_cmd_table_t) ); | 
|---|
| 172 |             dev_mmc_sync( cmd_desc , sizeof(hba_cmd_desc_t) ); | 
|---|
| 173 |  | 
|---|
| 174 | #endif // end software L2/L3 cache coherence | 
|---|
| 175 |  | 
|---|
| 176 |             // set hba_owner_thread[slot]  | 
|---|
| 177 |             hba_owner_thread[cmd_id] = th_xp; | 
|---|
| 178 |  | 
|---|
| 179 |             // register slot in bit_vector | 
|---|
| 180 |             hba_active_slots |= 1<<cmd_id; | 
|---|
| 181 |   | 
|---|
| 182 |             // set HBA_PXCI_REG to start transfer | 
|---|
| 183 |             hal_remote_sw( XPTR( hba_cxy , hba_ptr + HBA_PXCI_REG ) , 1<<cmd_id ); | 
|---|
| 184 |  | 
|---|
| 185 |             // exit the while  | 
|---|
| 186 |             break; | 
|---|
| 187 |         } | 
|---|
| 188 |         else   // no slot available in SOCLIB_HBA | 
|---|
| 189 |         { | 
|---|
| 190 |             // fatal if synchronous access | 
|---|
| 191 |             assert( cmd_type == IOC_SYNC_READ, "no slot available for a IOC_SYNC_READ\n" ); | 
|---|
| 192 |             sched_yield( "blocked on ISR" ); | 
|---|
| 193 |         } | 
|---|
| 194 |     }  // end while to get a slot | 
|---|
| 195 |  | 
|---|
| 196 |     // waiting policy depends on the command type | 
|---|
| 197 |  | 
|---|
| 198 |     if( cmd_type == IOC_SYNC_READ )                // polling, busy waiting | 
|---|
| 199 |     { | 
|---|
| 200 |         uint32_t  pxis; | 
|---|
| 201 |         uint32_t  pxci; | 
|---|
| 202 |         uint32_t  error; | 
|---|
| 203 |         uint32_t  fault_id; | 
|---|
| 204 |         while(1) | 
|---|
| 205 |         { | 
|---|
| 206 |             pxis     = hal_remote_lw( XPTR( hba_cxy , hba_ptr + HBA_PXIS_REG ) ); | 
|---|
| 207 |             pxci     = hal_remote_lw( XPTR( hba_cxy , hba_ptr + HBA_PXCI_REG ) ); | 
|---|
| 208 |             error    = (pxis & 0x40000000) >> 30; | 
|---|
| 209 |             fault_id = (pxis & 0x1F000000) >> 24; | 
|---|
| 210 |  | 
|---|
| 211 |             if( (pxci & (1<<cmd_id)) == 0 )  // completed | 
|---|
| 212 |             { | 
|---|
| 213 |                 // release slot | 
|---|
| 214 |                 hba_active_slots &= ~(1<<cmd_id); | 
|---|
| 215 |  | 
|---|
| 216 |                 // set operation status in client thread command | 
|---|
| 217 |                 if( error && (fault_id == cmd_id) )  | 
|---|
| 218 |                 { | 
|---|
| 219 |                     hal_remote_sw( XPTR( th_cxy , &th_ptr->ioc_cmd.error ) , 1 ); | 
|---|
| 220 |                 } | 
|---|
| 221 |                 else | 
|---|
| 222 |                 { | 
|---|
| 223 |                     hal_remote_sw( XPTR( th_cxy , &th_ptr->ioc_cmd.error ) , 0 ); | 
|---|
| 224 |                 } | 
|---|
| 225 |  | 
|---|
| 226 |                 // exit while | 
|---|
| 227 |                 break; | 
|---|
| 228 |             }     | 
|---|
| 229 |         } | 
|---|
| 230 |     } | 
|---|
| 231 |     else                                           // descheduling + IRQ | 
|---|
| 232 |     { | 
|---|
| 233 |         thread_block( XPTR( local_cxy , CURRENT_THREAD ) , THREAD_BLOCKED_ISR ); | 
|---|
| 234 |         sched_yield( "blocked on ISR" ); | 
|---|
| 235 |     } | 
|---|
| 236 |              | 
|---|
| 237 | } // end soclib_hba_cmd() | 
|---|
| 238 |  | 
|---|
| 239 |  | 
|---|
| 240 | ///////////////////////////////////////////////////////////////// | 
|---|
| 241 | void __attribute__ ((noinline)) soclib_hba_isr( chdev_t * chdev ) | 
|---|
| 242 | { | 
|---|
| 243 |     // get extended pointer on client thread | 
|---|
| 244 |     xptr_t root      = XPTR( local_cxy , &chdev->wait_root ); | 
|---|
| 245 |     xptr_t client_xp = XLIST_FIRST_ELEMENT( root , thread_t , wait_list ); | 
|---|
| 246 |  | 
|---|
| 247 |     // get client thread cluster and local pointer | 
|---|
| 248 |     cxy_t      client_cxy = GET_CXY( client_xp ); | 
|---|
| 249 |     thread_t * client_ptr = (thread_t *)GET_PTR( client_xp ); | 
|---|
| 250 |  | 
|---|
| 251 |     // get SOCLIB_HBA device cluster and local pointer | 
|---|
| 252 |     cxy_t      hba_cxy  = GET_CXY( chdev->base ); | 
|---|
| 253 |     uint32_t * hba_ptr  = (uint32_t *)GET_PTR( chdev->base ); | 
|---|
| 254 |  | 
|---|
| 255 |     // get HBA_PXIS_REG and HBA_PXCI_REG current values | 
|---|
| 256 |     uint32_t current_pxis = hal_remote_lw( XPTR( hba_cxy , hba_ptr + HBA_PXIS_REG ) ); | 
|---|
| 257 |     uint32_t current_pxci = hal_remote_lw( XPTR( hba_cxy , hba_ptr + HBA_PXCI_REG ) ); | 
|---|
| 258 |  | 
|---|
| 259 |     uint32_t  error    = (current_pxis & 0x40000000) >> 30; | 
|---|
| 260 |     uint32_t  fault_id = (current_pxis & 0x1F000000) >> 24; | 
|---|
| 261 |     uint32_t  iter; | 
|---|
| 262 |  | 
|---|
| 263 |     // loop on active commands to signal one or several completed I/O operations | 
|---|
| 264 |     for( iter = 0 ; iter < 32 ; iter++ ) | 
|---|
| 265 |     { | 
|---|
| 266 |         if ( ( (hba_active_slots & (1<<iter)) != 0 ) &&  // active command | 
|---|
| 267 |              ( (current_pxci     & (1<<iter)) == 0 ) )   // completed command | 
|---|
| 268 |         { | 
|---|
| 269 |             // release the slot | 
|---|
| 270 |             hba_active_slots &= ~(1<<iter); | 
|---|
| 271 |  | 
|---|
| 272 |             // set operation status in client thread command | 
|---|
| 273 |             if( error && (iter == fault_id ) )  | 
|---|
| 274 |             { | 
|---|
| 275 |                 hal_remote_sw( XPTR( client_cxy , &client_ptr->ioc_cmd.error ) , 1 ); | 
|---|
| 276 |             } | 
|---|
| 277 |             else | 
|---|
| 278 |             { | 
|---|
| 279 |                 hal_remote_sw( XPTR( client_cxy , &client_ptr->ioc_cmd.error ) , 0 ); | 
|---|
| 280 |             } | 
|---|
| 281 |  | 
|---|
| 282 |             // unblock client thread | 
|---|
| 283 |             thread_unblock( client_xp , THREAD_BLOCKED_IO ); | 
|---|
| 284 |         } | 
|---|
| 285 |     } | 
|---|
| 286 |  | 
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| 287 |     // reset HBA_PXIS_REG | 
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| 288 |     hal_remote_sw( XPTR( hba_cxy , hba_ptr + HBA_PXIS_REG ) , 0 ); | 
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| 289 |  | 
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| 290 | } // end soclib_hba_isr() | 
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| 291 |  | 
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| 292 |  | 
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| 293 |  | 
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