arch/s390/pci/pci_irq.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 #define KMSG_COMPONENT "zpci"
   3 #define pr_fmt(fmt) KMSG_COMPONENT ": " fmt
   4
   5 #include <linux/kernel.h>
   6 #include <linux/irq.h>
   7 #include <linux/kernel_stat.h>
   8 #include <linux/pci.h>
   9 #include <linux/msi.h>
  10 #include <linux/smp.h>
  11
  12 #include <asm/isc.h>
  13 #include <asm/airq.h>
  14 #include <asm/tpi.h>
  15
  16 static enum {FLOATING, DIRECTED} irq_delivery;
  17
  18 /*
  19  * summary bit vector
  20  * FLOATING - summary bit per function
  21  * DIRECTED - summary bit per cpu (only used in fallback path)
  22  */
  23 static struct airq_iv *zpci_sbv;
  24
  25 /*
  26  * interrupt bit vectors
  27  * FLOATING - interrupt bit vector per function
  28  * DIRECTED - interrupt bit vector per cpu
  29  */
  30 static struct airq_iv **zpci_ibv;
  31
  32 /* Modify PCI: Register floating adapter interruptions */
  33 static int zpci_set_airq(struct zpci_dev *zdev)
  34 {
  35         u64 req = ZPCI_CREATE_REQ(zdev->fh, 0, ZPCI_MOD_FC_REG_INT);
  36         struct zpci_fib fib = {0};
  37         u8 status;
  38
  39         fib.fmt0.isc = PCI_ISC;
  40         fib.fmt0.sum = 1;       /* enable summary notifications */
  41         fib.fmt0.noi = airq_iv_end(zdev->aibv);
  42         fib.fmt0.aibv = virt_to_phys(zdev->aibv->vector);
  43         fib.fmt0.aibvo = 0;     /* each zdev has its own interrupt vector */
  44         fib.fmt0.aisb = virt_to_phys(zpci_sbv->vector) + (zdev->aisb / 64) * 8;
  45         fib.fmt0.aisbo = zdev->aisb & 63;
  46         fib.gd = zdev->gisa;
  47
  48         return zpci_mod_fc(req, &fib, &status) ? -EIO : 0;
  49 }
  50
  51 /* Modify PCI: Unregister floating adapter interruptions */
  52 static int zpci_clear_airq(struct zpci_dev *zdev)
  53 {
  54         u64 req = ZPCI_CREATE_REQ(zdev->fh, 0, ZPCI_MOD_FC_DEREG_INT);
  55         struct zpci_fib fib = {0};
  56         u8 cc, status;
  57
  58         fib.gd = zdev->gisa;
  59
  60         cc = zpci_mod_fc(req, &fib, &status);
  61         if (cc == 3 || (cc == 1 && status == 24))
  62                 /* Function already gone or IRQs already deregistered. */
  63                 cc = 0;
  64
  65         return cc ? -EIO : 0;
  66 }
  67
  68 /* Modify PCI: Register CPU directed interruptions */
  69 static int zpci_set_directed_irq(struct zpci_dev *zdev)
  70 {
  71         u64 req = ZPCI_CREATE_REQ(zdev->fh, 0, ZPCI_MOD_FC_REG_INT_D);
  72         struct zpci_fib fib = {0};
  73         u8 status;
  74
  75         fib.fmt = 1;
  76         fib.fmt1.noi = zdev->msi_nr_irqs;
  77         fib.fmt1.dibvo = zdev->msi_first_bit;
  78         fib.gd = zdev->gisa;
  79
  80         return zpci_mod_fc(req, &fib, &status) ? -EIO : 0;
  81 }
  82
  83 /* Modify PCI: Unregister CPU directed interruptions */
  84 static int zpci_clear_directed_irq(struct zpci_dev *zdev)
  85 {
  86         u64 req = ZPCI_CREATE_REQ(zdev->fh, 0, ZPCI_MOD_FC_DEREG_INT_D);
  87         struct zpci_fib fib = {0};
  88         u8 cc, status;
  89
  90         fib.fmt = 1;
  91         fib.gd = zdev->gisa;
  92         cc = zpci_mod_fc(req, &fib, &status);
  93         if (cc == 3 || (cc == 1 && status == 24))
  94                 /* Function already gone or IRQs already deregistered. */
  95                 cc = 0;
  96
  97         return cc ? -EIO : 0;
  98 }
  99
 100 /* Register adapter interruptions */
 101 static int zpci_set_irq(struct zpci_dev *zdev)
 102 {
 103         int rc;
 104
 105         if (irq_delivery == DIRECTED)
 106                 rc = zpci_set_directed_irq(zdev);
 107         else
 108                 rc = zpci_set_airq(zdev);
 109
 110         if (!rc)
 111                 zdev->irqs_registered = 1;
 112
 113         return rc;
 114 }
 115
 116 /* Clear adapter interruptions */
 117 static int zpci_clear_irq(struct zpci_dev *zdev)
 118 {
 119         int rc;
 120
 121         if (irq_delivery == DIRECTED)
 122                 rc = zpci_clear_directed_irq(zdev);
 123         else
 124                 rc = zpci_clear_airq(zdev);
 125
 126         if (!rc)
 127                 zdev->irqs_registered = 0;
 128
 129         return rc;
 130 }
 131
 132 static int zpci_set_irq_affinity(struct irq_data *data, const struct cpumask *dest,
 133                                  bool force)
 134 {
 135         struct msi_desc *entry = irq_data_get_msi_desc(data);
 136         struct msi_msg msg = entry->msg;
 137         int cpu_addr = smp_cpu_get_cpu_address(cpumask_first(dest));
 138
 139         msg.address_lo &= 0xff0000ff;
 140         msg.address_lo |= (cpu_addr << 8);
 141         pci_write_msi_msg(data->irq, &msg);
 142
 143         return IRQ_SET_MASK_OK;
 144 }
 145
 146 static struct irq_chip zpci_irq_chip = {
 147         .name = "PCI-MSI",
 148         .irq_unmask = pci_msi_unmask_irq,
 149         .irq_mask = pci_msi_mask_irq,
 150 };
 151
 152 static void zpci_handle_cpu_local_irq(bool rescan)
 153 {
 154         struct airq_iv *dibv = zpci_ibv[smp_processor_id()];
 155         union zpci_sic_iib iib = {{0}};
 156         unsigned long bit;
 157         int irqs_on = 0;
 158
 159         for (bit = 0;;) {
 160                 /* Scan the directed IRQ bit vector */
 161                 bit = airq_iv_scan(dibv, bit, airq_iv_end(dibv));
 162                 if (bit == -1UL) {
 163                         if (!rescan || irqs_on++)
 164                                 /* End of second scan with interrupts on. */
 165                                 break;
 166                         /* First scan complete, re-enable interrupts. */
 167                         if (zpci_set_irq_ctrl(SIC_IRQ_MODE_D_SINGLE, PCI_ISC, &iib))
 168                                 break;
 169                         bit = 0;
 170                         continue;
 171                 }
 172                 inc_irq_stat(IRQIO_MSI);
 173                 generic_handle_irq(airq_iv_get_data(dibv, bit));
 174         }
 175 }
 176
 177 struct cpu_irq_data {
 178         call_single_data_t csd;
 179         atomic_t scheduled;
 180 };
 181 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct cpu_irq_data, irq_data);
 182
 183 static void zpci_handle_remote_irq(void *data)
 184 {
 185         atomic_t *scheduled = data;
 186
 187         do {
 188                 zpci_handle_cpu_local_irq(false);
 189         } while (atomic_dec_return(scheduled));
 190 }
 191
 192 static void zpci_handle_fallback_irq(void)
 193 {
 194         struct cpu_irq_data *cpu_data;
 195         union zpci_sic_iib iib = {{0}};
 196         unsigned long cpu;
 197         int irqs_on = 0;
 198
 199         for (cpu = 0;;) {
 200                 cpu = airq_iv_scan(zpci_sbv, cpu, airq_iv_end(zpci_sbv));
 201                 if (cpu == -1UL) {
 202                         if (irqs_on++)
 203                                 /* End of second scan with interrupts on. */
 204                                 break;
 205                         /* First scan complete, re-enable interrupts. */
 206                         if (zpci_set_irq_ctrl(SIC_IRQ_MODE_SINGLE, PCI_ISC, &iib))
 207                                 break;
 208                         cpu = 0;
 209                         continue;
 210                 }
 211                 cpu_data = &per_cpu(irq_data, cpu);
 212                 if (atomic_inc_return(&cpu_data->scheduled) > 1)
 213                         continue;
 214
 215                 INIT_CSD(&cpu_data->csd, zpci_handle_remote_irq, &cpu_data->scheduled);
 216                 smp_call_function_single_async(cpu, &cpu_data->csd);
 217         }
 218 }
 219
 220 static void zpci_directed_irq_handler(struct airq_struct *airq,
 221                                       struct tpi_info *tpi_info)
 222 {
 223         bool floating = !tpi_info->directed_irq;
 224
 225         if (floating) {
 226                 inc_irq_stat(IRQIO_PCF);
 227                 zpci_handle_fallback_irq();
 228         } else {
 229                 inc_irq_stat(IRQIO_PCD);
 230                 zpci_handle_cpu_local_irq(true);
 231         }
 232 }
 233
 234 static void zpci_floating_irq_handler(struct airq_struct *airq,
 235                                       struct tpi_info *tpi_info)
 236 {
 237         union zpci_sic_iib iib = {{0}};
 238         unsigned long si, ai;
 239         struct airq_iv *aibv;
 240         int irqs_on = 0;
 241
 242         inc_irq_stat(IRQIO_PCF);
 243         for (si = 0;;) {
 244                 /* Scan adapter summary indicator bit vector */
 245                 si = airq_iv_scan(zpci_sbv, si, airq_iv_end(zpci_sbv));
 246                 if (si == -1UL) {
 247                         if (irqs_on++)
 248                                 /* End of second scan with interrupts on. */
 249                                 break;
 250                         /* First scan complete, re-enable interrupts. */
 251                         if (zpci_set_irq_ctrl(SIC_IRQ_MODE_SINGLE, PCI_ISC, &iib))
 252                                 break;
 253                         si = 0;
 254                         continue;
 255                 }
 256
 257                 /* Scan the adapter interrupt vector for this device. */
 258                 aibv = zpci_ibv[si];
 259                 for (ai = 0;;) {
 260                         ai = airq_iv_scan(aibv, ai, airq_iv_end(aibv));
 261                         if (ai == -1UL)
 262                                 break;
 263                         inc_irq_stat(IRQIO_MSI);
 264                         airq_iv_lock(aibv, ai);
 265                         generic_handle_irq(airq_iv_get_data(aibv, ai));
 266                         airq_iv_unlock(aibv, ai);
 267                 }
 268         }
 269 }
 270
 271 int arch_setup_msi_irqs(struct pci_dev *pdev, int nvec, int type)
 272 {
 273         struct zpci_dev *zdev = to_zpci(pdev);
 274         unsigned int hwirq, msi_vecs, cpu;
 275         unsigned long bit;
 276         struct msi_desc *msi;
 277         struct msi_msg msg;
 278         int cpu_addr;
 279         int rc, irq;
 280
 281         zdev->aisb = -1UL;
 282         zdev->msi_first_bit = -1U;
 283         if (type == PCI_CAP_ID_MSI && nvec > 1)
 284                 return 1;
 285         msi_vecs = min_t(unsigned int, nvec, zdev->max_msi);
 286
 287         if (irq_delivery == DIRECTED) {
 288                 /* Allocate cpu vector bits */
 289                 bit = airq_iv_alloc(zpci_ibv[0], msi_vecs);
 290                 if (bit == -1UL)
 291                         return -EIO;
 292         } else {
 293                 /* Allocate adapter summary indicator bit */
 294                 bit = airq_iv_alloc_bit(zpci_sbv);
 295                 if (bit == -1UL)
 296                         return -EIO;
 297                 zdev->aisb = bit;
 298
 299                 /* Create adapter interrupt vector */
 300                 zdev->aibv = airq_iv_create(msi_vecs, AIRQ_IV_DATA | AIRQ_IV_BITLOCK, NULL);
 301                 if (!zdev->aibv)
 302                         return -ENOMEM;
 303
 304                 /* Wire up shortcut pointer */
 305                 zpci_ibv[bit] = zdev->aibv;
 306                 /* Each function has its own interrupt vector */
 307                 bit = 0;
 308         }
 309
 310         /* Request MSI interrupts */
 311         hwirq = bit;
 312         msi_for_each_desc(msi, &pdev->dev, MSI_DESC_NOTASSOCIATED) {
 313                 rc = -EIO;
 314                 if (hwirq - bit >= msi_vecs)
 315                         break;
 316                 irq = __irq_alloc_descs(-1, 0, 1, 0, THIS_MODULE,
 317                                 (irq_delivery == DIRECTED) ?
 318                                 msi->affinity : NULL);
 319                 if (irq < 0)
 320                         return -ENOMEM;
 321                 rc = irq_set_msi_desc(irq, msi);
 322                 if (rc)
 323                         return rc;
 324                 irq_set_chip_and_handler(irq, &zpci_irq_chip,
 325                                          handle_percpu_irq);
 326                 msg.data = hwirq - bit;
 327                 if (irq_delivery == DIRECTED) {
 328                         if (msi->affinity)
 329                                 cpu = cpumask_first(&msi->affinity->mask);
 330                         else
 331                                 cpu = 0;
 332                         cpu_addr = smp_cpu_get_cpu_address(cpu);
 333
 334                         msg.address_lo = zdev->msi_addr & 0xff0000ff;
 335                         msg.address_lo |= (cpu_addr << 8);
 336
 337                         for_each_possible_cpu(cpu) {
 338                                 airq_iv_set_data(zpci_ibv[cpu], hwirq, irq);
 339                         }
 340                 } else {
 341                         msg.address_lo = zdev->msi_addr & 0xffffffff;
 342                         airq_iv_set_data(zdev->aibv, hwirq, irq);
 343                 }
 344                 msg.address_hi = zdev->msi_addr >> 32;
 345                 pci_write_msi_msg(irq, &msg);
 346                 hwirq++;
 347         }
 348
 349         zdev->msi_first_bit = bit;
 350         zdev->msi_nr_irqs = msi_vecs;
 351
 352         rc = zpci_set_irq(zdev);
 353         if (rc)
 354                 return rc;
 355
 356         return (msi_vecs == nvec) ? 0 : msi_vecs;
 357 }
 358
 359 void arch_teardown_msi_irqs(struct pci_dev *pdev)
 360 {
 361         struct zpci_dev *zdev = to_zpci(pdev);
 362         struct msi_desc *msi;
 363         int rc;
 364
 365         /* Disable interrupts */
 366         rc = zpci_clear_irq(zdev);
 367         if (rc)
 368                 return;
 369
 370         /* Release MSI interrupts */
 371         msi_for_each_desc(msi, &pdev->dev, MSI_DESC_ASSOCIATED) {
 372                 irq_set_msi_desc(msi->irq, NULL);
 373                 irq_free_desc(msi->irq);
 374                 msi->msg.address_lo = 0;
 375                 msi->msg.address_hi = 0;
 376                 msi->msg.data = 0;
 377                 msi->irq = 0;
 378         }
 379
 380         if (zdev->aisb != -1UL) {
 381                 zpci_ibv[zdev->aisb] = NULL;
 382                 airq_iv_free_bit(zpci_sbv, zdev->aisb);
 383                 zdev->aisb = -1UL;
 384         }
 385         if (zdev->aibv) {
 386                 airq_iv_release(zdev->aibv);
 387                 zdev->aibv = NULL;
 388         }
 389
 390         if ((irq_delivery == DIRECTED) && zdev->msi_first_bit != -1U)
 391                 airq_iv_free(zpci_ibv[0], zdev->msi_first_bit, zdev->msi_nr_irqs);
 392 }
 393
 394 bool arch_restore_msi_irqs(struct pci_dev *pdev)
 395 {
 396         struct zpci_dev *zdev = to_zpci(pdev);
 397
 398         if (!zdev->irqs_registered)
 399                 zpci_set_irq(zdev);
 400         return true;
 401 }
 402
 403 static struct airq_struct zpci_airq = {
 404         .handler = zpci_floating_irq_handler,
 405         .isc = PCI_ISC,
 406 };
 407
 408 static void __init cpu_enable_directed_irq(void *unused)
 409 {
 410         union zpci_sic_iib iib = {{0}};
 411         union zpci_sic_iib ziib = {{0}};
 412
 413         iib.cdiib.dibv_addr = (u64) zpci_ibv[smp_processor_id()]->vector;
 414
 415         zpci_set_irq_ctrl(SIC_IRQ_MODE_SET_CPU, 0, &iib);
 416         zpci_set_irq_ctrl(SIC_IRQ_MODE_D_SINGLE, PCI_ISC, &ziib);
 417 }
 418
 419 static int __init zpci_directed_irq_init(void)
 420 {
 421         union zpci_sic_iib iib = {{0}};
 422         unsigned int cpu;
 423
 424         zpci_sbv = airq_iv_create(num_possible_cpus(), 0, NULL);
 425         if (!zpci_sbv)
 426                 return -ENOMEM;
 427
 428         iib.diib.isc = PCI_ISC;
 429         iib.diib.nr_cpus = num_possible_cpus();
 430         iib.diib.disb_addr = virt_to_phys(zpci_sbv->vector);
 431         zpci_set_irq_ctrl(SIC_IRQ_MODE_DIRECT, 0, &iib);
 432
 433         zpci_ibv = kcalloc(num_possible_cpus(), sizeof(*zpci_ibv),
 434                            GFP_KERNEL);
 435         if (!zpci_ibv)
 436                 return -ENOMEM;
 437
 438         for_each_possible_cpu(cpu) {
 439                 /*
 440                  * Per CPU IRQ vectors look the same but bit-allocation
 441                  * is only done on the first vector.
 442                  */
 443                 zpci_ibv[cpu] = airq_iv_create(cache_line_size() * BITS_PER_BYTE,
 444                                                AIRQ_IV_DATA |
 445                                                AIRQ_IV_CACHELINE |
 446                                                (!cpu ? AIRQ_IV_ALLOC : 0), NULL);
 447                 if (!zpci_ibv[cpu])
 448                         return -ENOMEM;
 449         }
 450         on_each_cpu(cpu_enable_directed_irq, NULL, 1);
 451
 452         zpci_irq_chip.irq_set_affinity = zpci_set_irq_affinity;
 453
 454         return 0;
 455 }
 456
 457 static int __init zpci_floating_irq_init(void)
 458 {
 459         zpci_ibv = kcalloc(ZPCI_NR_DEVICES, sizeof(*zpci_ibv), GFP_KERNEL);
 460         if (!zpci_ibv)
 461                 return -ENOMEM;
 462
 463         zpci_sbv = airq_iv_create(ZPCI_NR_DEVICES, AIRQ_IV_ALLOC, NULL);
 464         if (!zpci_sbv)
 465                 goto out_free;
 466
 467         return 0;
 468
 469 out_free:
 470         kfree(zpci_ibv);
 471         return -ENOMEM;
 472 }
 473
 474 int __init zpci_irq_init(void)
 475 {
 476         union zpci_sic_iib iib = {{0}};
 477         int rc;
 478
 479         irq_delivery = sclp.has_dirq ? DIRECTED : FLOATING;
 480         if (s390_pci_force_floating)
 481                 irq_delivery = FLOATING;
 482
 483         if (irq_delivery == DIRECTED)
 484                 zpci_airq.handler = zpci_directed_irq_handler;
 485
 486         rc = register_adapter_interrupt(&zpci_airq);
 487         if (rc)
 488                 goto out;
 489         /* Set summary to 1 to be called every time for the ISC. */
 490         *zpci_airq.lsi_ptr = 1;
 491
 492         switch (irq_delivery) {
 493         case FLOATING:
 494                 rc = zpci_floating_irq_init();
 495                 break;
 496         case DIRECTED:
 497                 rc = zpci_directed_irq_init();
 498                 break;
 499         }
 500
 501         if (rc)
 502                 goto out_airq;
 503
 504         /*
 505          * Enable floating IRQs (with suppression after one IRQ). When using
 506          * directed IRQs this enables the fallback path.
 507          */
 508         zpci_set_irq_ctrl(SIC_IRQ_MODE_SINGLE, PCI_ISC, &iib);
 509
 510         return 0;
 511 out_airq:
 512         unregister_adapter_interrupt(&zpci_airq);
 513 out:
 514         return rc;
 515 }
 516
 517 void __init zpci_irq_exit(void)
 518 {
 519         unsigned int cpu;
 520
 521         if (irq_delivery == DIRECTED) {
 522                 for_each_possible_cpu(cpu) {
 523                         airq_iv_release(zpci_ibv[cpu]);
 524                 }
 525         }
 526         kfree(zpci_ibv);
 527         if (zpci_sbv)
 528                 airq_iv_release(zpci_sbv);
 529         unregister_adapter_interrupt(&zpci_airq);
 530 }