arch/powerpc/kernel/irq_64.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /*
   3  *  Derived from arch/i386/kernel/irq.c
   4  *    Copyright (C) 1992 Linus Torvalds
   5  *  Adapted from arch/i386 by Gary Thomas
   6  *    Copyright (C) 1995-1996 Gary Thomas (gdt@linuxppc.org)
   7  *  Updated and modified by Cort Dougan <cort@fsmlabs.com>
   8  *    Copyright (C) 1996-2001 Cort Dougan
   9  *  Adapted for Power Macintosh by Paul Mackerras
  10  *    Copyright (C) 1996 Paul Mackerras (paulus@cs.anu.edu.au)
  11  *
  12  * This file contains the code used by various IRQ handling routines:
  13  * asking for different IRQ's should be done through these routines
  14  * instead of just grabbing them. Thus setups with different IRQ numbers
  15  * shouldn't result in any weird surprises, and installing new handlers
  16  * should be easier.
  17  */
  18
  19 #undef DEBUG
  20
  21 #include <linux/export.h>
  22 #include <linux/threads.h>
  23 #include <linux/kernel_stat.h>
  24 #include <linux/signal.h>
  25 #include <linux/sched.h>
  26 #include <linux/ptrace.h>
  27 #include <linux/ioport.h>
  28 #include <linux/interrupt.h>
  29 #include <linux/timex.h>
  30 #include <linux/init.h>
  31 #include <linux/slab.h>
  32 #include <linux/delay.h>
  33 #include <linux/irq.h>
  34 #include <linux/seq_file.h>
  35 #include <linux/cpumask.h>
  36 #include <linux/profile.h>
  37 #include <linux/bitops.h>
  38 #include <linux/list.h>
  39 #include <linux/radix-tree.h>
  40 #include <linux/mutex.h>
  41 #include <linux/pci.h>
  42 #include <linux/debugfs.h>
  43 #include <linux/of.h>
  44 #include <linux/of_irq.h>
  45 #include <linux/vmalloc.h>
  46 #include <linux/pgtable.h>
  47 #include <linux/static_call.h>
  48
  49 #include <linux/uaccess.h>
  50 #include <asm/interrupt.h>
  51 #include <asm/io.h>
  52 #include <asm/irq.h>
  53 #include <asm/cache.h>
  54 #include <asm/ptrace.h>
  55 #include <asm/machdep.h>
  56 #include <asm/udbg.h>
  57 #include <asm/smp.h>
  58 #include <asm/hw_irq.h>
  59 #include <asm/softirq_stack.h>
  60 #include <asm/ppc_asm.h>
  61
  62 #include <asm/paca.h>
  63 #include <asm/firmware.h>
  64 #include <asm/lv1call.h>
  65 #include <asm/dbell.h>
  66 #include <asm/trace.h>
  67 #include <asm/cpu_has_feature.h>
  68
  69 int distribute_irqs = 1;
  70
  71 static inline void next_interrupt(struct pt_regs *regs)
  72 {
  73         if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_IRQ_SOFT_MASK_DEBUG)) {
  74                 WARN_ON(!(local_paca->irq_happened & PACA_IRQ_HARD_DIS));
  75                 WARN_ON(irq_soft_mask_return() != IRQS_ALL_DISABLED);
  76         }
  77
  78         /*
  79          * We are responding to the next interrupt, so interrupt-off
  80          * latencies should be reset here.
  81          */
  82         lockdep_hardirq_exit();
  83         trace_hardirqs_on();
  84         trace_hardirqs_off();
  85         lockdep_hardirq_enter();
  86 }
  87
  88 static inline bool irq_happened_test_and_clear(u8 irq)
  89 {
  90         if (local_paca->irq_happened & irq) {
  91                 local_paca->irq_happened &= ~irq;
  92                 return true;
  93         }
  94         return false;
  95 }
  96
  97 static __no_kcsan void __replay_soft_interrupts(void)
  98 {
  99         struct pt_regs regs;
 100
 101         /*
 102          * We use local_paca rather than get_paca() to avoid all the
 103          * debug_smp_processor_id() business in this low level function.
 104          */
 105
 106         if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_IRQ_SOFT_MASK_DEBUG)) {
 107                 WARN_ON_ONCE(mfmsr() & MSR_EE);
 108                 WARN_ON(!(local_paca->irq_happened & PACA_IRQ_HARD_DIS));
 109                 WARN_ON(local_paca->irq_happened & PACA_IRQ_REPLAYING);
 110         }
 111
 112         /*
 113          * PACA_IRQ_REPLAYING prevents interrupt handlers from enabling
 114          * MSR[EE] to get PMIs, which can result in more IRQs becoming
 115          * pending.
 116          */
 117         local_paca->irq_happened |= PACA_IRQ_REPLAYING;
 118
 119         ppc_save_regs(&regs);
 120         regs.softe = IRQS_ENABLED;
 121         regs.msr |= MSR_EE;
 122
 123         /*
 124          * Force the delivery of pending soft-disabled interrupts on PS3.
 125          * Any HV call will have this side effect.
 126          */
 127         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_PS3_LV1)) {
 128                 u64 tmp, tmp2;
 129                 lv1_get_version_info(&tmp, &tmp2);
 130         }
 131
 132         /*
 133          * Check if an hypervisor Maintenance interrupt happened.
 134          * This is a higher priority interrupt than the others, so
 135          * replay it first.
 136          */
 137         if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_BOOK3S) &&
 138             irq_happened_test_and_clear(PACA_IRQ_HMI)) {
 139                 regs.trap = INTERRUPT_HMI;
 140                 handle_hmi_exception(&regs);
 141                 next_interrupt(&regs);
 142         }
 143
 144         if (irq_happened_test_and_clear(PACA_IRQ_DEC)) {
 145                 regs.trap = INTERRUPT_DECREMENTER;
 146                 timer_interrupt(&regs);
 147                 next_interrupt(&regs);
 148         }
 149
 150         if (irq_happened_test_and_clear(PACA_IRQ_EE)) {
 151                 regs.trap = INTERRUPT_EXTERNAL;
 152                 do_IRQ(&regs);
 153                 next_interrupt(&regs);
 154         }
 155
 156         if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_DOORBELL) &&
 157             irq_happened_test_and_clear(PACA_IRQ_DBELL)) {
 158                 regs.trap = INTERRUPT_DOORBELL;
 159                 doorbell_exception(&regs);
 160                 next_interrupt(&regs);
 161         }
 162
 163         /* Book3E does not support soft-masking PMI interrupts */
 164         if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_BOOK3S) &&
 165             irq_happened_test_and_clear(PACA_IRQ_PMI)) {
 166                 regs.trap = INTERRUPT_PERFMON;
 167                 performance_monitor_exception(&regs);
 168                 next_interrupt(&regs);
 169         }
 170
 171         local_paca->irq_happened &= ~PACA_IRQ_REPLAYING;
 172 }
 173
 174 __no_kcsan void replay_soft_interrupts(void)
 175 {
 176         irq_enter(); /* See comment in arch_local_irq_restore */
 177         __replay_soft_interrupts();
 178         irq_exit();
 179 }
 180
 181 #if defined(CONFIG_PPC_BOOK3S_64) && defined(CONFIG_PPC_KUAP)
 182 static inline __no_kcsan void replay_soft_interrupts_irqrestore(void)
 183 {
 184         unsigned long kuap_state = get_kuap();
 185
 186         /*
 187          * Check if anything calls local_irq_enable/restore() when KUAP is
 188          * disabled (user access enabled). We handle that case here by saving
 189          * and re-locking AMR but we shouldn't get here in the first place,
 190          * hence the warning.
 191          */
 192         kuap_assert_locked();
 193
 194         if (kuap_state != AMR_KUAP_BLOCKED)
 195                 set_kuap(AMR_KUAP_BLOCKED);
 196
 197         __replay_soft_interrupts();
 198
 199         if (kuap_state != AMR_KUAP_BLOCKED)
 200                 set_kuap(kuap_state);
 201 }
 202 #else
 203 #define replay_soft_interrupts_irqrestore() __replay_soft_interrupts()
 204 #endif
 205
 206 notrace __no_kcsan void arch_local_irq_restore(unsigned long mask)
 207 {
 208         unsigned char irq_happened;
 209
 210         /* Write the new soft-enabled value if it is a disable */
 211         if (mask) {
 212                 irq_soft_mask_set(mask);
 213                 return;
 214         }
 215
 216         if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_IRQ_SOFT_MASK_DEBUG)) {
 217                 WARN_ON_ONCE(in_nmi());
 218                 WARN_ON_ONCE(in_hardirq());
 219                 WARN_ON_ONCE(local_paca->irq_happened & PACA_IRQ_REPLAYING);
 220         }
 221
 222 again:
 223         /*
 224          * After the stb, interrupts are unmasked and there are no interrupts
 225          * pending replay. The restart sequence makes this atomic with
 226          * respect to soft-masked interrupts. If this was just a simple code
 227          * sequence, a soft-masked interrupt could become pending right after
 228          * the comparison and before the stb.
 229          *
 230          * This allows interrupts to be unmasked without hard disabling, and
 231          * also without new hard interrupts coming in ahead of pending ones.
 232          */
 233         asm_volatile_goto(
 234 "1:                                     \n"
 235 "               lbz     9,%0(13)        \n"
 236 "               cmpwi   9,0             \n"
 237 "               bne     %l[happened]    \n"
 238 "               stb     9,%1(13)        \n"
 239 "2:                                     \n"
 240                 RESTART_TABLE(1b, 2b, 1b)
 241         : : "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_happened)),
 242             "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_soft_mask))
 243         : "cr0", "r9"
 244         : happened);
 245
 246         if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_IRQ_SOFT_MASK_DEBUG))
 247                 WARN_ON_ONCE(!(mfmsr() & MSR_EE));
 248
 249         /*
 250          * If we came here from the replay below, we might have a preempt
 251          * pending (due to preempt_enable_no_resched()). Have to check now.
 252          */
 253         preempt_check_resched();
 254
 255         return;
 256
 257 happened:
 258         irq_happened = READ_ONCE(local_paca->irq_happened);
 259         if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_IRQ_SOFT_MASK_DEBUG))
 260                 WARN_ON_ONCE(!irq_happened);
 261
 262         if (irq_happened == PACA_IRQ_HARD_DIS) {
 263                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_IRQ_SOFT_MASK_DEBUG))
 264                         WARN_ON_ONCE(mfmsr() & MSR_EE);
 265                 irq_soft_mask_set(IRQS_ENABLED);
 266                 local_paca->irq_happened = 0;
 267                 __hard_irq_enable();
 268                 preempt_check_resched();
 269                 return;
 270         }
 271
 272         /* Have interrupts to replay, need to hard disable first */
 273         if (!(irq_happened & PACA_IRQ_HARD_DIS)) {
 274                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_IRQ_SOFT_MASK_DEBUG)) {
 275                         if (!(mfmsr() & MSR_EE)) {
 276                                 /*
 277                                  * An interrupt could have come in and cleared
 278                                  * MSR[EE] and set IRQ_HARD_DIS, so check
 279                                  * IRQ_HARD_DIS again and warn if it is still
 280                                  * clear.
 281                                  */
 282                                 irq_happened = READ_ONCE(local_paca->irq_happened);
 283                                 WARN_ON_ONCE(!(irq_happened & PACA_IRQ_HARD_DIS));
 284                         }
 285                 }
 286                 __hard_irq_disable();
 287                 local_paca->irq_happened |= PACA_IRQ_HARD_DIS;
 288         } else {
 289                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_IRQ_SOFT_MASK_DEBUG)) {
 290                         if (WARN_ON_ONCE(mfmsr() & MSR_EE))
 291                                 __hard_irq_disable();
 292                 }
 293         }
 294
 295         /*
 296          * Disable preempt here, so that the below preempt_enable will
 297          * perform resched if required (a replayed interrupt may set
 298          * need_resched).
 299          */
 300         preempt_disable();
 301         irq_soft_mask_set(IRQS_ALL_DISABLED);
 302         trace_hardirqs_off();
 303
 304         /*
 305          * Now enter interrupt context. The interrupt handlers themselves
 306          * also call irq_enter/exit (which is okay, they can nest). But call
 307          * it here now to hold off softirqs until the below irq_exit(). If
 308          * we allowed replayed handlers to run softirqs, that enables irqs,
 309          * which must replay interrupts, which recurses in here and makes
 310          * things more complicated. The recursion is limited to 2, and it can
 311          * be made to work, but it's complicated.
 312          *
 313          * local_bh_disable can not be used here because interrupts taken in
 314          * idle are not in the right context (RCU, tick, etc) to run softirqs
 315          * so irq_enter must be called.
 316          */
 317         irq_enter();
 318
 319         replay_soft_interrupts_irqrestore();
 320
 321         irq_exit();
 322
 323         if (unlikely(local_paca->irq_happened != PACA_IRQ_HARD_DIS)) {
 324                 /*
 325                  * The softirq processing in irq_exit() may enable interrupts
 326                  * temporarily, which can result in MSR[EE] being enabled and
 327                  * more irqs becoming pending. Go around again if that happens.
 328                  */
 329                 trace_hardirqs_on();
 330                 preempt_enable_no_resched();
 331                 goto again;
 332         }
 333
 334         trace_hardirqs_on();
 335         irq_soft_mask_set(IRQS_ENABLED);
 336         local_paca->irq_happened = 0;
 337         __hard_irq_enable();
 338         preempt_enable();
 339 }
 340 EXPORT_SYMBOL(arch_local_irq_restore);
 341
 342 /*
 343  * This is a helper to use when about to go into idle low-power
 344  * when the latter has the side effect of re-enabling interrupts
 345  * (such as calling H_CEDE under pHyp).
 346  *
 347  * You call this function with interrupts soft-disabled (this is
 348  * already the case when ppc_md.power_save is called). The function
 349  * will return whether to enter power save or just return.
 350  *
 351  * In the former case, it will have generally sanitized the lazy irq
 352  * state, and in the latter case it will leave with interrupts hard
 353  * disabled and marked as such, so the local_irq_enable() call
 354  * in arch_cpu_idle() will properly re-enable everything.
 355  */
 356 __cpuidle bool prep_irq_for_idle(void)
 357 {
 358         /*
 359          * First we need to hard disable to ensure no interrupt
 360          * occurs before we effectively enter the low power state
 361          */
 362         __hard_irq_disable();
 363         local_paca->irq_happened |= PACA_IRQ_HARD_DIS;
 364
 365         /*
 366          * If anything happened while we were soft-disabled,
 367          * we return now and do not enter the low power state.
 368          */
 369         if (lazy_irq_pending())
 370                 return false;
 371
 372         /*
 373          * Mark interrupts as soft-enabled and clear the
 374          * PACA_IRQ_HARD_DIS from the pending mask since we
 375          * are about to hard enable as well as a side effect
 376          * of entering the low power state.
 377          */
 378         local_paca->irq_happened &= ~PACA_IRQ_HARD_DIS;
 379         irq_soft_mask_set(IRQS_ENABLED);
 380
 381         /* Tell the caller to enter the low power state */
 382         return true;
 383 }
 384
 385 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S
 386 /*
 387  * This is for idle sequences that return with IRQs off, but the
 388  * idle state itself wakes on interrupt. Tell the irq tracer that
 389  * IRQs are enabled for the duration of idle so it does not get long
 390  * off times. Must be paired with fini_irq_for_idle_irqsoff.
 391  */
 392 bool prep_irq_for_idle_irqsoff(void)
 393 {
 394         WARN_ON(!irqs_disabled());
 395
 396         /*
 397          * First we need to hard disable to ensure no interrupt
 398          * occurs before we effectively enter the low power state
 399          */
 400         __hard_irq_disable();
 401         local_paca->irq_happened |= PACA_IRQ_HARD_DIS;
 402
 403         /*
 404          * If anything happened while we were soft-disabled,
 405          * we return now and do not enter the low power state.
 406          */
 407         if (lazy_irq_pending())
 408                 return false;
 409
 410         /* Tell lockdep we are about to re-enable */
 411         trace_hardirqs_on();
 412
 413         return true;
 414 }
 415
 416 /*
 417  * Take the SRR1 wakeup reason, index into this table to find the
 418  * appropriate irq_happened bit.
 419  *
 420  * Sytem reset exceptions taken in idle state also come through here,
 421  * but they are NMI interrupts so do not need to wait for IRQs to be
 422  * restored, and should be taken as early as practical. These are marked
 423  * with 0xff in the table. The Power ISA specifies 0100b as the system
 424  * reset interrupt reason.
 425  */
 426 #define IRQ_SYSTEM_RESET        0xff
 427
 428 static const u8 srr1_to_lazyirq[0x10] = {
 429         0, 0, 0,
 430         PACA_IRQ_DBELL,
 431         IRQ_SYSTEM_RESET,
 432         PACA_IRQ_DBELL,
 433         PACA_IRQ_DEC,
 434         0,
 435         PACA_IRQ_EE,
 436         PACA_IRQ_EE,
 437         PACA_IRQ_HMI,
 438         0, 0, 0, 0, 0 };
 439
 440 void replay_system_reset(void)
 441 {
 442         struct pt_regs regs;
 443
 444         ppc_save_regs(&regs);
 445         regs.trap = 0x100;
 446         get_paca()->in_nmi = 1;
 447         system_reset_exception(&regs);
 448         get_paca()->in_nmi = 0;
 449 }
 450 EXPORT_SYMBOL_GPL(replay_system_reset);
 451
 452 void irq_set_pending_from_srr1(unsigned long srr1)
 453 {
 454         unsigned int idx = (srr1 & SRR1_WAKEMASK_P8) >> 18;
 455         u8 reason = srr1_to_lazyirq[idx];
 456
 457         /*
 458          * Take the system reset now, which is immediately after registers
 459          * are restored from idle. It's an NMI, so interrupts need not be
 460          * re-enabled before it is taken.
 461          */
 462         if (unlikely(reason == IRQ_SYSTEM_RESET)) {
 463                 replay_system_reset();
 464                 return;
 465         }
 466
 467         if (reason == PACA_IRQ_DBELL) {
 468                 /*
 469                  * When doorbell triggers a system reset wakeup, the message
 470                  * is not cleared, so if the doorbell interrupt is replayed
 471                  * and the IPI handled, the doorbell interrupt would still
 472                  * fire when EE is enabled.
 473                  *
 474                  * To avoid taking the superfluous doorbell interrupt,
 475                  * execute a msgclr here before the interrupt is replayed.
 476                  */
 477                 ppc_msgclr(PPC_DBELL_MSGTYPE);
 478         }
 479
 480         /*
 481          * The 0 index (SRR1[42:45]=b0000) must always evaluate to 0,
 482          * so this can be called unconditionally with the SRR1 wake
 483          * reason as returned by the idle code, which uses 0 to mean no
 484          * interrupt.
 485          *
 486          * If a future CPU was to designate this as an interrupt reason,
 487          * then a new index for no interrupt must be assigned.
 488          */
 489         local_paca->irq_happened |= reason;
 490 }
 491 #endif /* CONFIG_PPC_BOOK3S */
 492
 493 /*
 494  * Force a replay of the external interrupt handler on this CPU.
 495  */
 496 void force_external_irq_replay(void)
 497 {
 498         /*
 499          * This must only be called with interrupts soft-disabled,
 500          * the replay will happen when re-enabling.
 501          */
 502         WARN_ON(!arch_irqs_disabled());
 503
 504         /*
 505          * Interrupts must always be hard disabled before irq_happened is
 506          * modified (to prevent lost update in case of interrupt between
 507          * load and store).
 508          */
 509         __hard_irq_disable();
 510         local_paca->irq_happened |= PACA_IRQ_HARD_DIS;
 511
 512         /* Indicate in the PACA that we have an interrupt to replay */
 513         local_paca->irq_happened |= PACA_IRQ_EE;
 514 }
 515
 516 static int __init setup_noirqdistrib(char *str)
 517 {
 518         distribute_irqs = 0;
 519         return 1;
 520 }
 521
 522 __setup("noirqdistrib", setup_noirqdistrib);