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