Add the rt linux 4.1.3-rt3 as base
[kvmfornfv.git] / kernel / drivers / hwspinlock / hwspinlock_core.c
diff --git a/kernel/drivers/hwspinlock/hwspinlock_core.c b/kernel/drivers/hwspinlock/hwspinlock_core.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..461a0d7
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,601 @@
+/*
+ * Hardware spinlock framework
+ *
+ * Copyright (C) 2010 Texas Instruments Incorporated - http://www.ti.com
+ *
+ * Contact: Ohad Ben-Cohen <ohad@wizery.com>
+ *
+ * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
+ * under the terms of the GNU General Public License version 2 as published
+ * by the Free Software Foundation.
+ *
+ * This program is distributed in the hope that it will be useful,
+ * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+ * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+ * GNU General Public License for more details.
+ */
+
+#define pr_fmt(fmt)    "%s: " fmt, __func__
+
+#include <linux/kernel.h>
+#include <linux/module.h>
+#include <linux/spinlock.h>
+#include <linux/types.h>
+#include <linux/err.h>
+#include <linux/jiffies.h>
+#include <linux/radix-tree.h>
+#include <linux/hwspinlock.h>
+#include <linux/pm_runtime.h>
+#include <linux/mutex.h>
+
+#include "hwspinlock_internal.h"
+
+/* radix tree tags */
+#define HWSPINLOCK_UNUSED      (0) /* tags an hwspinlock as unused */
+
+/*
+ * A radix tree is used to maintain the available hwspinlock instances.
+ * The tree associates hwspinlock pointers with their integer key id,
+ * and provides easy-to-use API which makes the hwspinlock core code simple
+ * and easy to read.
+ *
+ * Radix trees are quick on lookups, and reasonably efficient in terms of
+ * storage, especially with high density usages such as this framework
+ * requires (a continuous range of integer keys, beginning with zero, is
+ * used as the ID's of the hwspinlock instances).
+ *
+ * The radix tree API supports tagging items in the tree, which this
+ * framework uses to mark unused hwspinlock instances (see the
+ * HWSPINLOCK_UNUSED tag above). As a result, the process of querying the
+ * tree, looking for an unused hwspinlock instance, is now reduced to a
+ * single radix tree API call.
+ */
+static RADIX_TREE(hwspinlock_tree, GFP_KERNEL);
+
+/*
+ * Synchronization of access to the tree is achieved using this mutex,
+ * as the radix-tree API requires that users provide all synchronisation.
+ * A mutex is needed because we're using non-atomic radix tree allocations.
+ */
+static DEFINE_MUTEX(hwspinlock_tree_lock);
+
+
+/**
+ * __hwspin_trylock() - attempt to lock a specific hwspinlock
+ * @hwlock: an hwspinlock which we want to trylock
+ * @mode: controls whether local interrupts are disabled or not
+ * @flags: a pointer where the caller's interrupt state will be saved at (if
+ *         requested)
+ *
+ * This function attempts to lock an hwspinlock, and will immediately
+ * fail if the hwspinlock is already taken.
+ *
+ * Upon a successful return from this function, preemption (and possibly
+ * interrupts) is disabled, so the caller must not sleep, and is advised to
+ * release the hwspinlock as soon as possible. This is required in order to
+ * minimize remote cores polling on the hardware interconnect.
+ *
+ * The user decides whether local interrupts are disabled or not, and if yes,
+ * whether he wants their previous state to be saved. It is up to the user
+ * to choose the appropriate @mode of operation, exactly the same way users
+ * should decide between spin_trylock, spin_trylock_irq and
+ * spin_trylock_irqsave.
+ *
+ * Returns 0 if we successfully locked the hwspinlock or -EBUSY if
+ * the hwspinlock was already taken.
+ * This function will never sleep.
+ */
+int __hwspin_trylock(struct hwspinlock *hwlock, int mode, unsigned long *flags)
+{
+       int ret;
+
+       BUG_ON(!hwlock);
+       BUG_ON(!flags && mode == HWLOCK_IRQSTATE);
+
+       /*
+        * This spin_lock{_irq, _irqsave} serves three purposes:
+        *
+        * 1. Disable preemption, in order to minimize the period of time
+        *    in which the hwspinlock is taken. This is important in order
+        *    to minimize the possible polling on the hardware interconnect
+        *    by a remote user of this lock.
+        * 2. Make the hwspinlock SMP-safe (so we can take it from
+        *    additional contexts on the local host).
+        * 3. Ensure that in_atomic/might_sleep checks catch potential
+        *    problems with hwspinlock usage (e.g. scheduler checks like
+        *    'scheduling while atomic' etc.)
+        */
+       if (mode == HWLOCK_IRQSTATE)
+               ret = spin_trylock_irqsave(&hwlock->lock, *flags);
+       else if (mode == HWLOCK_IRQ)
+               ret = spin_trylock_irq(&hwlock->lock);
+       else
+               ret = spin_trylock(&hwlock->lock);
+
+       /* is lock already taken by another context on the local cpu ? */
+       if (!ret)
+               return -EBUSY;
+
+       /* try to take the hwspinlock device */
+       ret = hwlock->bank->ops->trylock(hwlock);
+
+       /* if hwlock is already taken, undo spin_trylock_* and exit */
+       if (!ret) {
+               if (mode == HWLOCK_IRQSTATE)
+                       spin_unlock_irqrestore(&hwlock->lock, *flags);
+               else if (mode == HWLOCK_IRQ)
+                       spin_unlock_irq(&hwlock->lock);
+               else
+                       spin_unlock(&hwlock->lock);
+
+               return -EBUSY;
+       }
+
+       /*
+        * We can be sure the other core's memory operations
+        * are observable to us only _after_ we successfully take
+        * the hwspinlock, and we must make sure that subsequent memory
+        * operations (both reads and writes) will not be reordered before
+        * we actually took the hwspinlock.
+        *
+        * Note: the implicit memory barrier of the spinlock above is too
+        * early, so we need this additional explicit memory barrier.
+        */
+       mb();
+
+       return 0;
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(__hwspin_trylock);
+
+/**
+ * __hwspin_lock_timeout() - lock an hwspinlock with timeout limit
+ * @hwlock: the hwspinlock to be locked
+ * @timeout: timeout value in msecs
+ * @mode: mode which controls whether local interrupts are disabled or not
+ * @flags: a pointer to where the caller's interrupt state will be saved at (if
+ *         requested)
+ *
+ * This function locks the given @hwlock. If the @hwlock
+ * is already taken, the function will busy loop waiting for it to
+ * be released, but give up after @timeout msecs have elapsed.
+ *
+ * Upon a successful return from this function, preemption is disabled
+ * (and possibly local interrupts, too), so the caller must not sleep,
+ * and is advised to release the hwspinlock as soon as possible.
+ * This is required in order to minimize remote cores polling on the
+ * hardware interconnect.
+ *
+ * The user decides whether local interrupts are disabled or not, and if yes,
+ * whether he wants their previous state to be saved. It is up to the user
+ * to choose the appropriate @mode of operation, exactly the same way users
+ * should decide between spin_lock, spin_lock_irq and spin_lock_irqsave.
+ *
+ * Returns 0 when the @hwlock was successfully taken, and an appropriate
+ * error code otherwise (most notably -ETIMEDOUT if the @hwlock is still
+ * busy after @timeout msecs). The function will never sleep.
+ */
+int __hwspin_lock_timeout(struct hwspinlock *hwlock, unsigned int to,
+                                       int mode, unsigned long *flags)
+{
+       int ret;
+       unsigned long expire;
+
+       expire = msecs_to_jiffies(to) + jiffies;
+
+       for (;;) {
+               /* Try to take the hwspinlock */
+               ret = __hwspin_trylock(hwlock, mode, flags);
+               if (ret != -EBUSY)
+                       break;
+
+               /*
+                * The lock is already taken, let's check if the user wants
+                * us to try again
+                */
+               if (time_is_before_eq_jiffies(expire))
+                       return -ETIMEDOUT;
+
+               /*
+                * Allow platform-specific relax handlers to prevent
+                * hogging the interconnect (no sleeping, though)
+                */
+               if (hwlock->bank->ops->relax)
+                       hwlock->bank->ops->relax(hwlock);
+       }
+
+       return ret;
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(__hwspin_lock_timeout);
+
+/**
+ * __hwspin_unlock() - unlock a specific hwspinlock
+ * @hwlock: a previously-acquired hwspinlock which we want to unlock
+ * @mode: controls whether local interrupts needs to be restored or not
+ * @flags: previous caller's interrupt state to restore (if requested)
+ *
+ * This function will unlock a specific hwspinlock, enable preemption and
+ * (possibly) enable interrupts or restore their previous state.
+ * @hwlock must be already locked before calling this function: it is a bug
+ * to call unlock on a @hwlock that is already unlocked.
+ *
+ * The user decides whether local interrupts should be enabled or not, and
+ * if yes, whether he wants their previous state to be restored. It is up
+ * to the user to choose the appropriate @mode of operation, exactly the
+ * same way users decide between spin_unlock, spin_unlock_irq and
+ * spin_unlock_irqrestore.
+ *
+ * The function will never sleep.
+ */
+void __hwspin_unlock(struct hwspinlock *hwlock, int mode, unsigned long *flags)
+{
+       BUG_ON(!hwlock);
+       BUG_ON(!flags && mode == HWLOCK_IRQSTATE);
+
+       /*
+        * We must make sure that memory operations (both reads and writes),
+        * done before unlocking the hwspinlock, will not be reordered
+        * after the lock is released.
+        *
+        * That's the purpose of this explicit memory barrier.
+        *
+        * Note: the memory barrier induced by the spin_unlock below is too
+        * late; the other core is going to access memory soon after it will
+        * take the hwspinlock, and by then we want to be sure our memory
+        * operations are already observable.
+        */
+       mb();
+
+       hwlock->bank->ops->unlock(hwlock);
+
+       /* Undo the spin_trylock{_irq, _irqsave} called while locking */
+       if (mode == HWLOCK_IRQSTATE)
+               spin_unlock_irqrestore(&hwlock->lock, *flags);
+       else if (mode == HWLOCK_IRQ)
+               spin_unlock_irq(&hwlock->lock);
+       else
+               spin_unlock(&hwlock->lock);
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(__hwspin_unlock);
+
+static int hwspin_lock_register_single(struct hwspinlock *hwlock, int id)
+{
+       struct hwspinlock *tmp;
+       int ret;
+
+       mutex_lock(&hwspinlock_tree_lock);
+
+       ret = radix_tree_insert(&hwspinlock_tree, id, hwlock);
+       if (ret) {
+               if (ret == -EEXIST)
+                       pr_err("hwspinlock id %d already exists!\n", id);
+               goto out;
+       }
+
+       /* mark this hwspinlock as available */
+       tmp = radix_tree_tag_set(&hwspinlock_tree, id, HWSPINLOCK_UNUSED);
+
+       /* self-sanity check which should never fail */
+       WARN_ON(tmp != hwlock);
+
+out:
+       mutex_unlock(&hwspinlock_tree_lock);
+       return 0;
+}
+
+static struct hwspinlock *hwspin_lock_unregister_single(unsigned int id)
+{
+       struct hwspinlock *hwlock = NULL;
+       int ret;
+
+       mutex_lock(&hwspinlock_tree_lock);
+
+       /* make sure the hwspinlock is not in use (tag is set) */
+       ret = radix_tree_tag_get(&hwspinlock_tree, id, HWSPINLOCK_UNUSED);
+       if (ret == 0) {
+               pr_err("hwspinlock %d still in use (or not present)\n", id);
+               goto out;
+       }
+
+       hwlock = radix_tree_delete(&hwspinlock_tree, id);
+       if (!hwlock) {
+               pr_err("failed to delete hwspinlock %d\n", id);
+               goto out;
+       }
+
+out:
+       mutex_unlock(&hwspinlock_tree_lock);
+       return hwlock;
+}
+
+/**
+ * hwspin_lock_register() - register a new hw spinlock device
+ * @bank: the hwspinlock device, which usually provides numerous hw locks
+ * @dev: the backing device
+ * @ops: hwspinlock handlers for this device
+ * @base_id: id of the first hardware spinlock in this bank
+ * @num_locks: number of hwspinlocks provided by this device
+ *
+ * This function should be called from the underlying platform-specific
+ * implementation, to register a new hwspinlock device instance.
+ *
+ * Should be called from a process context (might sleep)
+ *
+ * Returns 0 on success, or an appropriate error code on failure
+ */
+int hwspin_lock_register(struct hwspinlock_device *bank, struct device *dev,
+               const struct hwspinlock_ops *ops, int base_id, int num_locks)
+{
+       struct hwspinlock *hwlock;
+       int ret = 0, i;
+
+       if (!bank || !ops || !dev || !num_locks || !ops->trylock ||
+                                                       !ops->unlock) {
+               pr_err("invalid parameters\n");
+               return -EINVAL;
+       }
+
+       bank->dev = dev;
+       bank->ops = ops;
+       bank->base_id = base_id;
+       bank->num_locks = num_locks;
+
+       for (i = 0; i < num_locks; i++) {
+               hwlock = &bank->lock[i];
+
+               spin_lock_init(&hwlock->lock);
+               hwlock->bank = bank;
+
+               ret = hwspin_lock_register_single(hwlock, base_id + i);
+               if (ret)
+                       goto reg_failed;
+       }
+
+       return 0;
+
+reg_failed:
+       while (--i >= 0)
+               hwspin_lock_unregister_single(base_id + i);
+       return ret;
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(hwspin_lock_register);
+
+/**
+ * hwspin_lock_unregister() - unregister an hw spinlock device
+ * @bank: the hwspinlock device, which usually provides numerous hw locks
+ *
+ * This function should be called from the underlying platform-specific
+ * implementation, to unregister an existing (and unused) hwspinlock.
+ *
+ * Should be called from a process context (might sleep)
+ *
+ * Returns 0 on success, or an appropriate error code on failure
+ */
+int hwspin_lock_unregister(struct hwspinlock_device *bank)
+{
+       struct hwspinlock *hwlock, *tmp;
+       int i;
+
+       for (i = 0; i < bank->num_locks; i++) {
+               hwlock = &bank->lock[i];
+
+               tmp = hwspin_lock_unregister_single(bank->base_id + i);
+               if (!tmp)
+                       return -EBUSY;
+
+               /* self-sanity check that should never fail */
+               WARN_ON(tmp != hwlock);
+       }
+
+       return 0;
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(hwspin_lock_unregister);
+
+/**
+ * __hwspin_lock_request() - tag an hwspinlock as used and power it up
+ *
+ * This is an internal function that prepares an hwspinlock instance
+ * before it is given to the user. The function assumes that
+ * hwspinlock_tree_lock is taken.
+ *
+ * Returns 0 or positive to indicate success, and a negative value to
+ * indicate an error (with the appropriate error code)
+ */
+static int __hwspin_lock_request(struct hwspinlock *hwlock)
+{
+       struct device *dev = hwlock->bank->dev;
+       struct hwspinlock *tmp;
+       int ret;
+
+       /* prevent underlying implementation from being removed */
+       if (!try_module_get(dev->driver->owner)) {
+               dev_err(dev, "%s: can't get owner\n", __func__);
+               return -EINVAL;
+       }
+
+       /* notify PM core that power is now needed */
+       ret = pm_runtime_get_sync(dev);
+       if (ret < 0) {
+               dev_err(dev, "%s: can't power on device\n", __func__);
+               pm_runtime_put_noidle(dev);
+               module_put(dev->driver->owner);
+               return ret;
+       }
+
+       /* mark hwspinlock as used, should not fail */
+       tmp = radix_tree_tag_clear(&hwspinlock_tree, hwlock_to_id(hwlock),
+                                                       HWSPINLOCK_UNUSED);
+
+       /* self-sanity check that should never fail */
+       WARN_ON(tmp != hwlock);
+
+       return ret;
+}
+
+/**
+ * hwspin_lock_get_id() - retrieve id number of a given hwspinlock
+ * @hwlock: a valid hwspinlock instance
+ *
+ * Returns the id number of a given @hwlock, or -EINVAL if @hwlock is invalid.
+ */
+int hwspin_lock_get_id(struct hwspinlock *hwlock)
+{
+       if (!hwlock) {
+               pr_err("invalid hwlock\n");
+               return -EINVAL;
+       }
+
+       return hwlock_to_id(hwlock);
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(hwspin_lock_get_id);
+
+/**
+ * hwspin_lock_request() - request an hwspinlock
+ *
+ * This function should be called by users of the hwspinlock device,
+ * in order to dynamically assign them an unused hwspinlock.
+ * Usually the user of this lock will then have to communicate the lock's id
+ * to the remote core before it can be used for synchronization (to get the
+ * id of a given hwlock, use hwspin_lock_get_id()).
+ *
+ * Should be called from a process context (might sleep)
+ *
+ * Returns the address of the assigned hwspinlock, or NULL on error
+ */
+struct hwspinlock *hwspin_lock_request(void)
+{
+       struct hwspinlock *hwlock;
+       int ret;
+
+       mutex_lock(&hwspinlock_tree_lock);
+
+       /* look for an unused lock */
+       ret = radix_tree_gang_lookup_tag(&hwspinlock_tree, (void **)&hwlock,
+                                               0, 1, HWSPINLOCK_UNUSED);
+       if (ret == 0) {
+               pr_warn("a free hwspinlock is not available\n");
+               hwlock = NULL;
+               goto out;
+       }
+
+       /* sanity check that should never fail */
+       WARN_ON(ret > 1);
+
+       /* mark as used and power up */
+       ret = __hwspin_lock_request(hwlock);
+       if (ret < 0)
+               hwlock = NULL;
+
+out:
+       mutex_unlock(&hwspinlock_tree_lock);
+       return hwlock;
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(hwspin_lock_request);
+
+/**
+ * hwspin_lock_request_specific() - request for a specific hwspinlock
+ * @id: index of the specific hwspinlock that is requested
+ *
+ * This function should be called by users of the hwspinlock module,
+ * in order to assign them a specific hwspinlock.
+ * Usually early board code will be calling this function in order to
+ * reserve specific hwspinlock ids for predefined purposes.
+ *
+ * Should be called from a process context (might sleep)
+ *
+ * Returns the address of the assigned hwspinlock, or NULL on error
+ */
+struct hwspinlock *hwspin_lock_request_specific(unsigned int id)
+{
+       struct hwspinlock *hwlock;
+       int ret;
+
+       mutex_lock(&hwspinlock_tree_lock);
+
+       /* make sure this hwspinlock exists */
+       hwlock = radix_tree_lookup(&hwspinlock_tree, id);
+       if (!hwlock) {
+               pr_warn("hwspinlock %u does not exist\n", id);
+               goto out;
+       }
+
+       /* sanity check (this shouldn't happen) */
+       WARN_ON(hwlock_to_id(hwlock) != id);
+
+       /* make sure this hwspinlock is unused */
+       ret = radix_tree_tag_get(&hwspinlock_tree, id, HWSPINLOCK_UNUSED);
+       if (ret == 0) {
+               pr_warn("hwspinlock %u is already in use\n", id);
+               hwlock = NULL;
+               goto out;
+       }
+
+       /* mark as used and power up */
+       ret = __hwspin_lock_request(hwlock);
+       if (ret < 0)
+               hwlock = NULL;
+
+out:
+       mutex_unlock(&hwspinlock_tree_lock);
+       return hwlock;
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(hwspin_lock_request_specific);
+
+/**
+ * hwspin_lock_free() - free a specific hwspinlock
+ * @hwlock: the specific hwspinlock to free
+ *
+ * This function mark @hwlock as free again.
+ * Should only be called with an @hwlock that was retrieved from
+ * an earlier call to omap_hwspin_lock_request{_specific}.
+ *
+ * Should be called from a process context (might sleep)
+ *
+ * Returns 0 on success, or an appropriate error code on failure
+ */
+int hwspin_lock_free(struct hwspinlock *hwlock)
+{
+       struct device *dev;
+       struct hwspinlock *tmp;
+       int ret;
+
+       if (!hwlock) {
+               pr_err("invalid hwlock\n");
+               return -EINVAL;
+       }
+
+       dev = hwlock->bank->dev;
+       mutex_lock(&hwspinlock_tree_lock);
+
+       /* make sure the hwspinlock is used */
+       ret = radix_tree_tag_get(&hwspinlock_tree, hwlock_to_id(hwlock),
+                                                       HWSPINLOCK_UNUSED);
+       if (ret == 1) {
+               dev_err(dev, "%s: hwlock is already free\n", __func__);
+               dump_stack();
+               ret = -EINVAL;
+               goto out;
+       }
+
+       /* notify the underlying device that power is not needed */
+       ret = pm_runtime_put(dev);
+       if (ret < 0)
+               goto out;
+
+       /* mark this hwspinlock as available */
+       tmp = radix_tree_tag_set(&hwspinlock_tree, hwlock_to_id(hwlock),
+                                                       HWSPINLOCK_UNUSED);
+
+       /* sanity check (this shouldn't happen) */
+       WARN_ON(tmp != hwlock);
+
+       module_put(dev->driver->owner);
+
+out:
+       mutex_unlock(&hwspinlock_tree_lock);
+       return ret;
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(hwspin_lock_free);
+
+MODULE_LICENSE("GPL v2");
+MODULE_DESCRIPTION("Hardware spinlock interface");
+MODULE_AUTHOR("Ohad Ben-Cohen <ohad@wizery.com>");