kernel/arch/powerpc/kvm/book3s_hv_rm_xics.c

   1 /*
   2  * Copyright 2012 Michael Ellerman, IBM Corporation.
   3  * Copyright 2012 Benjamin Herrenschmidt, IBM Corporation
   4  *
   5  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   6  * it under the terms of the GNU General Public License, version 2, as
   7  * published by the Free Software Foundation.
   8  */
   9
  10 #include <linux/kernel.h>
  11 #include <linux/kvm_host.h>
  12 #include <linux/err.h>
  13
  14 #include <asm/kvm_book3s.h>
  15 #include <asm/kvm_ppc.h>
  16 #include <asm/hvcall.h>
  17 #include <asm/xics.h>
  18 #include <asm/debug.h>
  19 #include <asm/synch.h>
  20 #include <asm/ppc-opcode.h>
  21
  22 #include "book3s_xics.h"
  23
  24 #define DEBUG_PASSUP
  25
  26 static void icp_rm_deliver_irq(struct kvmppc_xics *xics, struct kvmppc_icp *icp,
  27                             u32 new_irq);
  28
  29 /* -- ICS routines -- */
  30 static void ics_rm_check_resend(struct kvmppc_xics *xics,
  31                                 struct kvmppc_ics *ics, struct kvmppc_icp *icp)
  32 {
  33         int i;
  34
  35         arch_spin_lock(&ics->lock);
  36
  37         for (i = 0; i < KVMPPC_XICS_IRQ_PER_ICS; i++) {
  38                 struct ics_irq_state *state = &ics->irq_state[i];
  39
  40                 if (!state->resend)
  41                         continue;
  42
  43                 arch_spin_unlock(&ics->lock);
  44                 icp_rm_deliver_irq(xics, icp, state->number);
  45                 arch_spin_lock(&ics->lock);
  46         }
  47
  48         arch_spin_unlock(&ics->lock);
  49 }
  50
  51 /* -- ICP routines -- */
  52
  53 static void icp_rm_set_vcpu_irq(struct kvm_vcpu *vcpu,
  54                                 struct kvm_vcpu *this_vcpu)
  55 {
  56         struct kvmppc_icp *this_icp = this_vcpu->arch.icp;
  57         int cpu;
  58
  59         /* Mark the target VCPU as having an interrupt pending */
  60         vcpu->stat.queue_intr++;
  61         set_bit(BOOK3S_IRQPRIO_EXTERNAL_LEVEL, &vcpu->arch.pending_exceptions);
  62
  63         /* Kick self ? Just set MER and return */
  64         if (vcpu == this_vcpu) {
  65                 mtspr(SPRN_LPCR, mfspr(SPRN_LPCR) | LPCR_MER);
  66                 return;
  67         }
  68
  69         /* Check if the core is loaded, if not, too hard */
  70         cpu = vcpu->cpu;
  71         if (cpu < 0 || cpu >= nr_cpu_ids) {
  72                 this_icp->rm_action |= XICS_RM_KICK_VCPU;
  73                 this_icp->rm_kick_target = vcpu;
  74                 return;
  75         }
  76         /* In SMT cpu will always point to thread 0, we adjust it */
  77         cpu += vcpu->arch.ptid;
  78
  79         smp_mb();
  80         kvmhv_rm_send_ipi(cpu);
  81 }
  82
  83 static void icp_rm_clr_vcpu_irq(struct kvm_vcpu *vcpu)
  84 {
  85         /* Note: Only called on self ! */
  86         clear_bit(BOOK3S_IRQPRIO_EXTERNAL_LEVEL,
  87                   &vcpu->arch.pending_exceptions);
  88         mtspr(SPRN_LPCR, mfspr(SPRN_LPCR) & ~LPCR_MER);
  89 }
  90
  91 static inline bool icp_rm_try_update(struct kvmppc_icp *icp,
  92                                      union kvmppc_icp_state old,
  93                                      union kvmppc_icp_state new)
  94 {
  95         struct kvm_vcpu *this_vcpu = local_paca->kvm_hstate.kvm_vcpu;
  96         bool success;
  97
  98         /* Calculate new output value */
  99         new.out_ee = (new.xisr && (new.pending_pri < new.cppr));
 100
 101         /* Attempt atomic update */
 102         success = cmpxchg64(&icp->state.raw, old.raw, new.raw) == old.raw;
 103         if (!success)
 104                 goto bail;
 105
 106         /*
 107          * Check for output state update
 108          *
 109          * Note that this is racy since another processor could be updating
 110          * the state already. This is why we never clear the interrupt output
 111          * here, we only ever set it. The clear only happens prior to doing
 112          * an update and only by the processor itself. Currently we do it
 113          * in Accept (H_XIRR) and Up_Cppr (H_XPPR).
 114          *
 115          * We also do not try to figure out whether the EE state has changed,
 116          * we unconditionally set it if the new state calls for it. The reason
 117          * for that is that we opportunistically remove the pending interrupt
 118          * flag when raising CPPR, so we need to set it back here if an
 119          * interrupt is still pending.
 120          */
 121         if (new.out_ee)
 122                 icp_rm_set_vcpu_irq(icp->vcpu, this_vcpu);
 123
 124         /* Expose the state change for debug purposes */
 125         this_vcpu->arch.icp->rm_dbgstate = new;
 126         this_vcpu->arch.icp->rm_dbgtgt = icp->vcpu;
 127
 128  bail:
 129         return success;
 130 }
 131
 132 static inline int check_too_hard(struct kvmppc_xics *xics,
 133                                  struct kvmppc_icp *icp)
 134 {
 135         return (xics->real_mode_dbg || icp->rm_action) ? H_TOO_HARD : H_SUCCESS;
 136 }
 137
 138 static void icp_rm_check_resend(struct kvmppc_xics *xics,
 139                              struct kvmppc_icp *icp)
 140 {
 141         u32 icsid;
 142
 143         /* Order this load with the test for need_resend in the caller */
 144         smp_rmb();
 145         for_each_set_bit(icsid, icp->resend_map, xics->max_icsid + 1) {
 146                 struct kvmppc_ics *ics = xics->ics[icsid];
 147
 148                 if (!test_and_clear_bit(icsid, icp->resend_map))
 149                         continue;
 150                 if (!ics)
 151                         continue;
 152                 ics_rm_check_resend(xics, ics, icp);
 153         }
 154 }
 155
 156 static bool icp_rm_try_to_deliver(struct kvmppc_icp *icp, u32 irq, u8 priority,
 157                                u32 *reject)
 158 {
 159         union kvmppc_icp_state old_state, new_state;
 160         bool success;
 161
 162         do {
 163                 old_state = new_state = READ_ONCE(icp->state);
 164
 165                 *reject = 0;
 166
 167                 /* See if we can deliver */
 168                 success = new_state.cppr > priority &&
 169                         new_state.mfrr > priority &&
 170                         new_state.pending_pri > priority;
 171
 172                 /*
 173                  * If we can, check for a rejection and perform the
 174                  * delivery
 175                  */
 176                 if (success) {
 177                         *reject = new_state.xisr;
 178                         new_state.xisr = irq;
 179                         new_state.pending_pri = priority;
 180                 } else {
 181                         /*
 182                          * If we failed to deliver we set need_resend
 183                          * so a subsequent CPPR state change causes us
 184                          * to try a new delivery.
 185                          */
 186                         new_state.need_resend = true;
 187                 }
 188
 189         } while (!icp_rm_try_update(icp, old_state, new_state));
 190
 191         return success;
 192 }
 193
 194 static void icp_rm_deliver_irq(struct kvmppc_xics *xics, struct kvmppc_icp *icp,
 195                             u32 new_irq)
 196 {
 197         struct ics_irq_state *state;
 198         struct kvmppc_ics *ics;
 199         u32 reject;
 200         u16 src;
 201
 202         /*
 203          * This is used both for initial delivery of an interrupt and
 204          * for subsequent rejection.
 205          *
 206          * Rejection can be racy vs. resends. We have evaluated the
 207          * rejection in an atomic ICP transaction which is now complete,
 208          * so potentially the ICP can already accept the interrupt again.
 209          *
 210          * So we need to retry the delivery. Essentially the reject path
 211          * boils down to a failed delivery. Always.
 212          *
 213          * Now the interrupt could also have moved to a different target,
 214          * thus we may need to re-do the ICP lookup as well
 215          */
 216
 217  again:
 218         /* Get the ICS state and lock it */
 219         ics = kvmppc_xics_find_ics(xics, new_irq, &src);
 220         if (!ics) {
 221                 /* Unsafe increment, but this does not need to be accurate */
 222                 xics->err_noics++;
 223                 return;
 224         }
 225         state = &ics->irq_state[src];
 226
 227         /* Get a lock on the ICS */
 228         arch_spin_lock(&ics->lock);
 229
 230         /* Get our server */
 231         if (!icp || state->server != icp->server_num) {
 232                 icp = kvmppc_xics_find_server(xics->kvm, state->server);
 233                 if (!icp) {
 234                         /* Unsafe increment again*/
 235                         xics->err_noicp++;
 236                         goto out;
 237                 }
 238         }
 239
 240         /* Clear the resend bit of that interrupt */
 241         state->resend = 0;
 242
 243         /*
 244          * If masked, bail out
 245          *
 246          * Note: PAPR doesn't mention anything about masked pending
 247          * when doing a resend, only when doing a delivery.
 248          *
 249          * However that would have the effect of losing a masked
 250          * interrupt that was rejected and isn't consistent with
 251          * the whole masked_pending business which is about not
 252          * losing interrupts that occur while masked.
 253          *
 254          * I don't differentiate normal deliveries and resends, this
 255          * implementation will differ from PAPR and not lose such
 256          * interrupts.
 257          */
 258         if (state->priority == MASKED) {
 259                 state->masked_pending = 1;
 260                 goto out;
 261         }
 262
 263         /*
 264          * Try the delivery, this will set the need_resend flag
 265          * in the ICP as part of the atomic transaction if the
 266          * delivery is not possible.
 267          *
 268          * Note that if successful, the new delivery might have itself
 269          * rejected an interrupt that was "delivered" before we took the
 270          * ics spin lock.
 271          *
 272          * In this case we do the whole sequence all over again for the
 273          * new guy. We cannot assume that the rejected interrupt is less
 274          * favored than the new one, and thus doesn't need to be delivered,
 275          * because by the time we exit icp_rm_try_to_deliver() the target
 276          * processor may well have already consumed & completed it, and thus
 277          * the rejected interrupt might actually be already acceptable.
 278          */
 279         if (icp_rm_try_to_deliver(icp, new_irq, state->priority, &reject)) {
 280                 /*
 281                  * Delivery was successful, did we reject somebody else ?
 282                  */
 283                 if (reject && reject != XICS_IPI) {
 284                         arch_spin_unlock(&ics->lock);
 285                         new_irq = reject;
 286                         goto again;
 287                 }
 288         } else {
 289                 /*
 290                  * We failed to deliver the interrupt we need to set the
 291                  * resend map bit and mark the ICS state as needing a resend
 292                  */
 293                 set_bit(ics->icsid, icp->resend_map);
 294                 state->resend = 1;
 295
 296                 /*
 297                  * If the need_resend flag got cleared in the ICP some time
 298                  * between icp_rm_try_to_deliver() atomic update and now, then
 299                  * we know it might have missed the resend_map bit. So we
 300                  * retry
 301                  */
 302                 smp_mb();
 303                 if (!icp->state.need_resend) {
 304                         arch_spin_unlock(&ics->lock);
 305                         goto again;
 306                 }
 307         }
 308  out:
 309         arch_spin_unlock(&ics->lock);
 310 }
 311
 312 static void icp_rm_down_cppr(struct kvmppc_xics *xics, struct kvmppc_icp *icp,
 313                              u8 new_cppr)
 314 {
 315         union kvmppc_icp_state old_state, new_state;
 316         bool resend;
 317
 318         /*
 319          * This handles several related states in one operation:
 320          *
 321          * ICP State: Down_CPPR
 322          *
 323          * Load CPPR with new value and if the XISR is 0
 324          * then check for resends:
 325          *
 326          * ICP State: Resend
 327          *
 328          * If MFRR is more favored than CPPR, check for IPIs
 329          * and notify ICS of a potential resend. This is done
 330          * asynchronously (when used in real mode, we will have
 331          * to exit here).
 332          *
 333          * We do not handle the complete Check_IPI as documented
 334          * here. In the PAPR, this state will be used for both
 335          * Set_MFRR and Down_CPPR. However, we know that we aren't
 336          * changing the MFRR state here so we don't need to handle
 337          * the case of an MFRR causing a reject of a pending irq,
 338          * this will have been handled when the MFRR was set in the
 339          * first place.
 340          *
 341          * Thus we don't have to handle rejects, only resends.
 342          *
 343          * When implementing real mode for HV KVM, resend will lead to
 344          * a H_TOO_HARD return and the whole transaction will be handled
 345          * in virtual mode.
 346          */
 347         do {
 348                 old_state = new_state = READ_ONCE(icp->state);
 349
 350                 /* Down_CPPR */
 351                 new_state.cppr = new_cppr;
 352
 353                 /*
 354                  * Cut down Resend / Check_IPI / IPI
 355                  *
 356                  * The logic is that we cannot have a pending interrupt
 357                  * trumped by an IPI at this point (see above), so we
 358                  * know that either the pending interrupt is already an
 359                  * IPI (in which case we don't care to override it) or
 360                  * it's either more favored than us or non existent
 361                  */
 362                 if (new_state.mfrr < new_cppr &&
 363                     new_state.mfrr <= new_state.pending_pri) {
 364                         new_state.pending_pri = new_state.mfrr;
 365                         new_state.xisr = XICS_IPI;
 366                 }
 367
 368                 /* Latch/clear resend bit */
 369                 resend = new_state.need_resend;
 370                 new_state.need_resend = 0;
 371
 372         } while (!icp_rm_try_update(icp, old_state, new_state));
 373
 374         /*
 375          * Now handle resend checks. Those are asynchronous to the ICP
 376          * state update in HW (ie bus transactions) so we can handle them
 377          * separately here as well.
 378          */
 379         if (resend) {
 380                 icp->n_check_resend++;
 381                 icp_rm_check_resend(xics, icp);
 382         }
 383 }
 384
 385
 386 unsigned long kvmppc_rm_h_xirr(struct kvm_vcpu *vcpu)
 387 {
 388         union kvmppc_icp_state old_state, new_state;
 389         struct kvmppc_xics *xics = vcpu->kvm->arch.xics;
 390         struct kvmppc_icp *icp = vcpu->arch.icp;
 391         u32 xirr;
 392
 393         if (!xics || !xics->real_mode)
 394                 return H_TOO_HARD;
 395
 396         /* First clear the interrupt */
 397         icp_rm_clr_vcpu_irq(icp->vcpu);
 398
 399         /*
 400          * ICP State: Accept_Interrupt
 401          *
 402          * Return the pending interrupt (if any) along with the
 403          * current CPPR, then clear the XISR & set CPPR to the
 404          * pending priority
 405          */
 406         do {
 407                 old_state = new_state = READ_ONCE(icp->state);
 408
 409                 xirr = old_state.xisr | (((u32)old_state.cppr) << 24);
 410                 if (!old_state.xisr)
 411                         break;
 412                 new_state.cppr = new_state.pending_pri;
 413                 new_state.pending_pri = 0xff;
 414                 new_state.xisr = 0;
 415
 416         } while (!icp_rm_try_update(icp, old_state, new_state));
 417
 418         /* Return the result in GPR4 */
 419         vcpu->arch.gpr[4] = xirr;
 420
 421         return check_too_hard(xics, icp);
 422 }
 423
 424 int kvmppc_rm_h_ipi(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long server,
 425                     unsigned long mfrr)
 426 {
 427         union kvmppc_icp_state old_state, new_state;
 428         struct kvmppc_xics *xics = vcpu->kvm->arch.xics;
 429         struct kvmppc_icp *icp, *this_icp = vcpu->arch.icp;
 430         u32 reject;
 431         bool resend;
 432         bool local;
 433
 434         if (!xics || !xics->real_mode)
 435                 return H_TOO_HARD;
 436
 437         local = this_icp->server_num == server;
 438         if (local)
 439                 icp = this_icp;
 440         else
 441                 icp = kvmppc_xics_find_server(vcpu->kvm, server);
 442         if (!icp)
 443                 return H_PARAMETER;
 444
 445         /*
 446          * ICP state: Set_MFRR
 447          *
 448          * If the CPPR is more favored than the new MFRR, then
 449          * nothing needs to be done as there can be no XISR to
 450          * reject.
 451          *
 452          * ICP state: Check_IPI
 453          *
 454          * If the CPPR is less favored, then we might be replacing
 455          * an interrupt, and thus need to possibly reject it.
 456          *
 457          * ICP State: IPI
 458          *
 459          * Besides rejecting any pending interrupts, we also
 460          * update XISR and pending_pri to mark IPI as pending.
 461          *
 462          * PAPR does not describe this state, but if the MFRR is being
 463          * made less favored than its earlier value, there might be
 464          * a previously-rejected interrupt needing to be resent.
 465          * Ideally, we would want to resend only if
 466          *      prio(pending_interrupt) < mfrr &&
 467          *      prio(pending_interrupt) < cppr
 468          * where pending interrupt is the one that was rejected. But
 469          * we don't have that state, so we simply trigger a resend
 470          * whenever the MFRR is made less favored.
 471          */
 472         do {
 473                 old_state = new_state = READ_ONCE(icp->state);
 474
 475                 /* Set_MFRR */
 476                 new_state.mfrr = mfrr;
 477
 478                 /* Check_IPI */
 479                 reject = 0;
 480                 resend = false;
 481                 if (mfrr < new_state.cppr) {
 482                         /* Reject a pending interrupt if not an IPI */
 483                         if (mfrr <= new_state.pending_pri) {
 484                                 reject = new_state.xisr;
 485                                 new_state.pending_pri = mfrr;
 486                                 new_state.xisr = XICS_IPI;
 487                         }
 488                 }
 489
 490                 if (mfrr > old_state.mfrr) {
 491                         resend = new_state.need_resend;
 492                         new_state.need_resend = 0;
 493                 }
 494         } while (!icp_rm_try_update(icp, old_state, new_state));
 495
 496         /* Handle reject in real mode */
 497         if (reject && reject != XICS_IPI) {
 498                 this_icp->n_reject++;
 499                 icp_rm_deliver_irq(xics, icp, reject);
 500         }
 501
 502         /* Handle resends in real mode */
 503         if (resend) {
 504                 this_icp->n_check_resend++;
 505                 icp_rm_check_resend(xics, icp);
 506         }
 507
 508         return check_too_hard(xics, this_icp);
 509 }
 510
 511 int kvmppc_rm_h_cppr(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cppr)
 512 {
 513         union kvmppc_icp_state old_state, new_state;
 514         struct kvmppc_xics *xics = vcpu->kvm->arch.xics;
 515         struct kvmppc_icp *icp = vcpu->arch.icp;
 516         u32 reject;
 517
 518         if (!xics || !xics->real_mode)
 519                 return H_TOO_HARD;
 520
 521         /*
 522          * ICP State: Set_CPPR
 523          *
 524          * We can safely compare the new value with the current
 525          * value outside of the transaction as the CPPR is only
 526          * ever changed by the processor on itself
 527          */
 528         if (cppr > icp->state.cppr) {
 529                 icp_rm_down_cppr(xics, icp, cppr);
 530                 goto bail;
 531         } else if (cppr == icp->state.cppr)
 532                 return H_SUCCESS;
 533
 534         /*
 535          * ICP State: Up_CPPR
 536          *
 537          * The processor is raising its priority, this can result
 538          * in a rejection of a pending interrupt:
 539          *
 540          * ICP State: Reject_Current
 541          *
 542          * We can remove EE from the current processor, the update
 543          * transaction will set it again if needed
 544          */
 545         icp_rm_clr_vcpu_irq(icp->vcpu);
 546
 547         do {
 548                 old_state = new_state = READ_ONCE(icp->state);
 549
 550                 reject = 0;
 551                 new_state.cppr = cppr;
 552
 553                 if (cppr <= new_state.pending_pri) {
 554                         reject = new_state.xisr;
 555                         new_state.xisr = 0;
 556                         new_state.pending_pri = 0xff;
 557                 }
 558
 559         } while (!icp_rm_try_update(icp, old_state, new_state));
 560
 561         /*
 562          * Check for rejects. They are handled by doing a new delivery
 563          * attempt (see comments in icp_rm_deliver_irq).
 564          */
 565         if (reject && reject != XICS_IPI) {
 566                 icp->n_reject++;
 567                 icp_rm_deliver_irq(xics, icp, reject);
 568         }
 569  bail:
 570         return check_too_hard(xics, icp);
 571 }
 572
 573 int kvmppc_rm_h_eoi(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long xirr)
 574 {
 575         struct kvmppc_xics *xics = vcpu->kvm->arch.xics;
 576         struct kvmppc_icp *icp = vcpu->arch.icp;
 577         struct kvmppc_ics *ics;
 578         struct ics_irq_state *state;
 579         u32 irq = xirr & 0x00ffffff;
 580         u16 src;
 581
 582         if (!xics || !xics->real_mode)
 583                 return H_TOO_HARD;
 584
 585         /*
 586          * ICP State: EOI
 587          *
 588          * Note: If EOI is incorrectly used by SW to lower the CPPR
 589          * value (ie more favored), we do not check for rejection of
 590          * a pending interrupt, this is a SW error and PAPR sepcifies
 591          * that we don't have to deal with it.
 592          *
 593          * The sending of an EOI to the ICS is handled after the
 594          * CPPR update
 595          *
 596          * ICP State: Down_CPPR which we handle
 597          * in a separate function as it's shared with H_CPPR.
 598          */
 599         icp_rm_down_cppr(xics, icp, xirr >> 24);
 600
 601         /* IPIs have no EOI */
 602         if (irq == XICS_IPI)
 603                 goto bail;
 604         /*
 605          * EOI handling: If the interrupt is still asserted, we need to
 606          * resend it. We can take a lockless "peek" at the ICS state here.
 607          *
 608          * "Message" interrupts will never have "asserted" set
 609          */
 610         ics = kvmppc_xics_find_ics(xics, irq, &src);
 611         if (!ics)
 612                 goto bail;
 613         state = &ics->irq_state[src];
 614
 615         /* Still asserted, resend it */
 616         if (state->asserted) {
 617                 icp->n_reject++;
 618                 icp_rm_deliver_irq(xics, icp, irq);
 619         }
 620
 621         if (!hlist_empty(&vcpu->kvm->irq_ack_notifier_list)) {
 622                 icp->rm_action |= XICS_RM_NOTIFY_EOI;
 623                 icp->rm_eoied_irq = irq;
 624         }
 625  bail:
 626         return check_too_hard(xics, icp);
 627 }