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                         icp->n_reject++;
 284                         new_irq = reject;
 285                         goto again;
 286                 }
 287         } else {
 288                 /*
 289                  * We failed to deliver the interrupt we need to set the
 290                  * resend map bit and mark the ICS state as needing a resend
 291                  */
 292                 set_bit(ics->icsid, icp->resend_map);
 293                 state->resend = 1;
 294
 295                 /*
 296                  * If the need_resend flag got cleared in the ICP some time
 297                  * between icp_rm_try_to_deliver() atomic update and now, then
 298                  * we know it might have missed the resend_map bit. So we
 299                  * retry
 300                  */
 301                 smp_mb();
 302                 if (!icp->state.need_resend) {
 303                         arch_spin_unlock(&ics->lock);
 304                         goto again;
 305                 }
 306         }
 307  out:
 308         arch_spin_unlock(&ics->lock);
 309 }
 310
 311 static void icp_rm_down_cppr(struct kvmppc_xics *xics, struct kvmppc_icp *icp,
 312                              u8 new_cppr)
 313 {
 314         union kvmppc_icp_state old_state, new_state;
 315         bool resend;
 316
 317         /*
 318          * This handles several related states in one operation:
 319          *
 320          * ICP State: Down_CPPR
 321          *
 322          * Load CPPR with new value and if the XISR is 0
 323          * then check for resends:
 324          *
 325          * ICP State: Resend
 326          *
 327          * If MFRR is more favored than CPPR, check for IPIs
 328          * and notify ICS of a potential resend. This is done
 329          * asynchronously (when used in real mode, we will have
 330          * to exit here).
 331          *
 332          * We do not handle the complete Check_IPI as documented
 333          * here. In the PAPR, this state will be used for both
 334          * Set_MFRR and Down_CPPR. However, we know that we aren't
 335          * changing the MFRR state here so we don't need to handle
 336          * the case of an MFRR causing a reject of a pending irq,
 337          * this will have been handled when the MFRR was set in the
 338          * first place.
 339          *
 340          * Thus we don't have to handle rejects, only resends.
 341          *
 342          * When implementing real mode for HV KVM, resend will lead to
 343          * a H_TOO_HARD return and the whole transaction will be handled
 344          * in virtual mode.
 345          */
 346         do {
 347                 old_state = new_state = READ_ONCE(icp->state);
 348
 349                 /* Down_CPPR */
 350                 new_state.cppr = new_cppr;
 351
 352                 /*
 353                  * Cut down Resend / Check_IPI / IPI
 354                  *
 355                  * The logic is that we cannot have a pending interrupt
 356                  * trumped by an IPI at this point (see above), so we
 357                  * know that either the pending interrupt is already an
 358                  * IPI (in which case we don't care to override it) or
 359                  * it's either more favored than us or non existent
 360                  */
 361                 if (new_state.mfrr < new_cppr &&
 362                     new_state.mfrr <= new_state.pending_pri) {
 363                         new_state.pending_pri = new_state.mfrr;
 364                         new_state.xisr = XICS_IPI;
 365                 }
 366
 367                 /* Latch/clear resend bit */
 368                 resend = new_state.need_resend;
 369                 new_state.need_resend = 0;
 370
 371         } while (!icp_rm_try_update(icp, old_state, new_state));
 372
 373         /*
 374          * Now handle resend checks. Those are asynchronous to the ICP
 375          * state update in HW (ie bus transactions) so we can handle them
 376          * separately here as well.
 377          */
 378         if (resend) {
 379                 icp->n_check_resend++;
 380                 icp_rm_check_resend(xics, icp);
 381         }
 382 }
 383
 384
 385 unsigned long kvmppc_rm_h_xirr(struct kvm_vcpu *vcpu)
 386 {
 387         union kvmppc_icp_state old_state, new_state;
 388         struct kvmppc_xics *xics = vcpu->kvm->arch.xics;
 389         struct kvmppc_icp *icp = vcpu->arch.icp;
 390         u32 xirr;
 391
 392         if (!xics || !xics->real_mode)
 393                 return H_TOO_HARD;
 394
 395         /* First clear the interrupt */
 396         icp_rm_clr_vcpu_irq(icp->vcpu);
 397
 398         /*
 399          * ICP State: Accept_Interrupt
 400          *
 401          * Return the pending interrupt (if any) along with the
 402          * current CPPR, then clear the XISR & set CPPR to the
 403          * pending priority
 404          */
 405         do {
 406                 old_state = new_state = READ_ONCE(icp->state);
 407
 408                 xirr = old_state.xisr | (((u32)old_state.cppr) << 24);
 409                 if (!old_state.xisr)
 410                         break;
 411                 new_state.cppr = new_state.pending_pri;
 412                 new_state.pending_pri = 0xff;
 413                 new_state.xisr = 0;
 414
 415         } while (!icp_rm_try_update(icp, old_state, new_state));
 416
 417         /* Return the result in GPR4 */
 418         vcpu->arch.gpr[4] = xirr;
 419
 420         return check_too_hard(xics, icp);
 421 }
 422
 423 int kvmppc_rm_h_ipi(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long server,
 424                     unsigned long mfrr)
 425 {
 426         union kvmppc_icp_state old_state, new_state;
 427         struct kvmppc_xics *xics = vcpu->kvm->arch.xics;
 428         struct kvmppc_icp *icp, *this_icp = vcpu->arch.icp;
 429         u32 reject;
 430         bool resend;
 431         bool local;
 432
 433         if (!xics || !xics->real_mode)
 434                 return H_TOO_HARD;
 435
 436         local = this_icp->server_num == server;
 437         if (local)
 438                 icp = this_icp;
 439         else
 440                 icp = kvmppc_xics_find_server(vcpu->kvm, server);
 441         if (!icp)
 442                 return H_PARAMETER;
 443
 444         /*
 445          * ICP state: Set_MFRR
 446          *
 447          * If the CPPR is more favored than the new MFRR, then
 448          * nothing needs to be done as there can be no XISR to
 449          * reject.
 450          *
 451          * ICP state: Check_IPI
 452          *
 453          * If the CPPR is less favored, then we might be replacing
 454          * an interrupt, and thus need to possibly reject it.
 455          *
 456          * ICP State: IPI
 457          *
 458          * Besides rejecting any pending interrupts, we also
 459          * update XISR and pending_pri to mark IPI as pending.
 460          *
 461          * PAPR does not describe this state, but if the MFRR is being
 462          * made less favored than its earlier value, there might be
 463          * a previously-rejected interrupt needing to be resent.
 464          * Ideally, we would want to resend only if
 465          *      prio(pending_interrupt) < mfrr &&
 466          *      prio(pending_interrupt) < cppr
 467          * where pending interrupt is the one that was rejected. But
 468          * we don't have that state, so we simply trigger a resend
 469          * whenever the MFRR is made less favored.
 470          */
 471         do {
 472                 old_state = new_state = READ_ONCE(icp->state);
 473
 474                 /* Set_MFRR */
 475                 new_state.mfrr = mfrr;
 476
 477                 /* Check_IPI */
 478                 reject = 0;
 479                 resend = false;
 480                 if (mfrr < new_state.cppr) {
 481                         /* Reject a pending interrupt if not an IPI */
 482                         if (mfrr <= new_state.pending_pri) {
 483                                 reject = new_state.xisr;
 484                                 new_state.pending_pri = mfrr;
 485                                 new_state.xisr = XICS_IPI;
 486                         }
 487                 }
 488
 489                 if (mfrr > old_state.mfrr) {
 490                         resend = new_state.need_resend;
 491                         new_state.need_resend = 0;
 492                 }
 493         } while (!icp_rm_try_update(icp, old_state, new_state));
 494
 495         /* Handle reject in real mode */
 496         if (reject && reject != XICS_IPI) {
 497                 this_icp->n_reject++;
 498                 icp_rm_deliver_irq(xics, icp, reject);
 499         }
 500
 501         /* Handle resends in real mode */
 502         if (resend) {
 503                 this_icp->n_check_resend++;
 504                 icp_rm_check_resend(xics, icp);
 505         }
 506
 507         return check_too_hard(xics, this_icp);
 508 }
 509
 510 int kvmppc_rm_h_cppr(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cppr)
 511 {
 512         union kvmppc_icp_state old_state, new_state;
 513         struct kvmppc_xics *xics = vcpu->kvm->arch.xics;
 514         struct kvmppc_icp *icp = vcpu->arch.icp;
 515         u32 reject;
 516
 517         if (!xics || !xics->real_mode)
 518                 return H_TOO_HARD;
 519
 520         /*
 521          * ICP State: Set_CPPR
 522          *
 523          * We can safely compare the new value with the current
 524          * value outside of the transaction as the CPPR is only
 525          * ever changed by the processor on itself
 526          */
 527         if (cppr > icp->state.cppr) {
 528                 icp_rm_down_cppr(xics, icp, cppr);
 529                 goto bail;
 530         } else if (cppr == icp->state.cppr)
 531                 return H_SUCCESS;
 532
 533         /*
 534          * ICP State: Up_CPPR
 535          *
 536          * The processor is raising its priority, this can result
 537          * in a rejection of a pending interrupt:
 538          *
 539          * ICP State: Reject_Current
 540          *
 541          * We can remove EE from the current processor, the update
 542          * transaction will set it again if needed
 543          */
 544         icp_rm_clr_vcpu_irq(icp->vcpu);
 545
 546         do {
 547                 old_state = new_state = READ_ONCE(icp->state);
 548
 549                 reject = 0;
 550                 new_state.cppr = cppr;
 551
 552                 if (cppr <= new_state.pending_pri) {
 553                         reject = new_state.xisr;
 554                         new_state.xisr = 0;
 555                         new_state.pending_pri = 0xff;
 556                 }
 557
 558         } while (!icp_rm_try_update(icp, old_state, new_state));
 559
 560         /*
 561          * Check for rejects. They are handled by doing a new delivery
 562          * attempt (see comments in icp_rm_deliver_irq).
 563          */
 564         if (reject && reject != XICS_IPI) {
 565                 icp->n_reject++;
 566                 icp_rm_deliver_irq(xics, icp, reject);
 567         }
 568  bail:
 569         return check_too_hard(xics, icp);
 570 }
 571
 572 int kvmppc_rm_h_eoi(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long xirr)
 573 {
 574         struct kvmppc_xics *xics = vcpu->kvm->arch.xics;
 575         struct kvmppc_icp *icp = vcpu->arch.icp;
 576         struct kvmppc_ics *ics;
 577         struct ics_irq_state *state;
 578         u32 irq = xirr & 0x00ffffff;
 579         u16 src;
 580
 581         if (!xics || !xics->real_mode)
 582                 return H_TOO_HARD;
 583
 584         /*
 585          * ICP State: EOI
 586          *
 587          * Note: If EOI is incorrectly used by SW to lower the CPPR
 588          * value (ie more favored), we do not check for rejection of
 589          * a pending interrupt, this is a SW error and PAPR sepcifies
 590          * that we don't have to deal with it.
 591          *
 592          * The sending of an EOI to the ICS is handled after the
 593          * CPPR update
 594          *
 595          * ICP State: Down_CPPR which we handle
 596          * in a separate function as it's shared with H_CPPR.
 597          */
 598         icp_rm_down_cppr(xics, icp, xirr >> 24);
 599
 600         /* IPIs have no EOI */
 601         if (irq == XICS_IPI)
 602                 goto bail;
 603         /*
 604          * EOI handling: If the interrupt is still asserted, we need to
 605          * resend it. We can take a lockless "peek" at the ICS state here.
 606          *
 607          * "Message" interrupts will never have "asserted" set
 608          */
 609         ics = kvmppc_xics_find_ics(xics, irq, &src);
 610         if (!ics)
 611                 goto bail;
 612         state = &ics->irq_state[src];
 613
 614         /* Still asserted, resend it */
 615         if (state->asserted)
 616                 icp_rm_deliver_irq(xics, icp, irq);
 617
 618         if (!hlist_empty(&vcpu->kvm->irq_ack_notifier_list)) {
 619                 icp->rm_action |= XICS_RM_NOTIFY_EOI;
 620                 icp->rm_eoied_irq = irq;
 621         }
 622  bail:
 623         return check_too_hard(xics, icp);
 624 }