Mention branches and keyring.
[releases.git] / kvm / book3s_hv_builtin.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Copyright 2011 Paul Mackerras, IBM Corp. <paulus@au1.ibm.com>
4  */
5
6 #include <linux/cpu.h>
7 #include <linux/kvm_host.h>
8 #include <linux/preempt.h>
9 #include <linux/export.h>
10 #include <linux/sched.h>
11 #include <linux/spinlock.h>
12 #include <linux/init.h>
13 #include <linux/memblock.h>
14 #include <linux/sizes.h>
15 #include <linux/cma.h>
16 #include <linux/bitops.h>
17
18 #include <asm/cputable.h>
19 #include <asm/interrupt.h>
20 #include <asm/kvm_ppc.h>
21 #include <asm/kvm_book3s.h>
22 #include <asm/machdep.h>
23 #include <asm/xics.h>
24 #include <asm/xive.h>
25 #include <asm/dbell.h>
26 #include <asm/cputhreads.h>
27 #include <asm/io.h>
28 #include <asm/opal.h>
29 #include <asm/smp.h>
30
31 #define KVM_CMA_CHUNK_ORDER     18
32
33 #include "book3s_xics.h"
34 #include "book3s_xive.h"
35
36 /*
37  * Hash page table alignment on newer cpus(CPU_FTR_ARCH_206)
38  * should be power of 2.
39  */
40 #define HPT_ALIGN_PAGES         ((1 << 18) >> PAGE_SHIFT) /* 256k */
41 /*
42  * By default we reserve 5% of memory for hash pagetable allocation.
43  */
44 static unsigned long kvm_cma_resv_ratio = 5;
45
46 static struct cma *kvm_cma;
47
48 static int __init early_parse_kvm_cma_resv(char *p)
49 {
50         pr_debug("%s(%s)\n", __func__, p);
51         if (!p)
52                 return -EINVAL;
53         return kstrtoul(p, 0, &kvm_cma_resv_ratio);
54 }
55 early_param("kvm_cma_resv_ratio", early_parse_kvm_cma_resv);
56
57 struct page *kvm_alloc_hpt_cma(unsigned long nr_pages)
58 {
59         VM_BUG_ON(order_base_2(nr_pages) < KVM_CMA_CHUNK_ORDER - PAGE_SHIFT);
60
61         return cma_alloc(kvm_cma, nr_pages, order_base_2(HPT_ALIGN_PAGES),
62                          false);
63 }
64 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvm_alloc_hpt_cma);
65
66 void kvm_free_hpt_cma(struct page *page, unsigned long nr_pages)
67 {
68         cma_release(kvm_cma, page, nr_pages);
69 }
70 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvm_free_hpt_cma);
71
72 /**
73  * kvm_cma_reserve() - reserve area for kvm hash pagetable
74  *
75  * This function reserves memory from early allocator. It should be
76  * called by arch specific code once the memblock allocator
77  * has been activated and all other subsystems have already allocated/reserved
78  * memory.
79  */
80 void __init kvm_cma_reserve(void)
81 {
82         unsigned long align_size;
83         phys_addr_t selected_size;
84
85         /*
86          * We need CMA reservation only when we are in HV mode
87          */
88         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_HVMODE))
89                 return;
90
91         selected_size = PAGE_ALIGN(memblock_phys_mem_size() * kvm_cma_resv_ratio / 100);
92         if (selected_size) {
93                 pr_info("%s: reserving %ld MiB for global area\n", __func__,
94                          (unsigned long)selected_size / SZ_1M);
95                 align_size = HPT_ALIGN_PAGES << PAGE_SHIFT;
96                 cma_declare_contiguous(0, selected_size, 0, align_size,
97                         KVM_CMA_CHUNK_ORDER - PAGE_SHIFT, false, "kvm_cma",
98                         &kvm_cma);
99         }
100 }
101
102 /*
103  * Real-mode H_CONFER implementation.
104  * We check if we are the only vcpu out of this virtual core
105  * still running in the guest and not ceded.  If so, we pop up
106  * to the virtual-mode implementation; if not, just return to
107  * the guest.
108  */
109 long int kvmppc_rm_h_confer(struct kvm_vcpu *vcpu, int target,
110                             unsigned int yield_count)
111 {
112         struct kvmppc_vcore *vc = local_paca->kvm_hstate.kvm_vcore;
113         int ptid = local_paca->kvm_hstate.ptid;
114         int threads_running;
115         int threads_ceded;
116         int threads_conferring;
117         u64 stop = get_tb() + 10 * tb_ticks_per_usec;
118         int rv = H_SUCCESS; /* => don't yield */
119
120         set_bit(ptid, &vc->conferring_threads);
121         while ((get_tb() < stop) && !VCORE_IS_EXITING(vc)) {
122                 threads_running = VCORE_ENTRY_MAP(vc);
123                 threads_ceded = vc->napping_threads;
124                 threads_conferring = vc->conferring_threads;
125                 if ((threads_ceded | threads_conferring) == threads_running) {
126                         rv = H_TOO_HARD; /* => do yield */
127                         break;
128                 }
129         }
130         clear_bit(ptid, &vc->conferring_threads);
131         return rv;
132 }
133
134 /*
135  * When running HV mode KVM we need to block certain operations while KVM VMs
136  * exist in the system. We use a counter of VMs to track this.
137  *
138  * One of the operations we need to block is onlining of secondaries, so we
139  * protect hv_vm_count with cpus_read_lock/unlock().
140  */
141 static atomic_t hv_vm_count;
142
143 void kvm_hv_vm_activated(void)
144 {
145         cpus_read_lock();
146         atomic_inc(&hv_vm_count);
147         cpus_read_unlock();
148 }
149 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvm_hv_vm_activated);
150
151 void kvm_hv_vm_deactivated(void)
152 {
153         cpus_read_lock();
154         atomic_dec(&hv_vm_count);
155         cpus_read_unlock();
156 }
157 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvm_hv_vm_deactivated);
158
159 bool kvm_hv_mode_active(void)
160 {
161         return atomic_read(&hv_vm_count) != 0;
162 }
163
164 extern int hcall_real_table[], hcall_real_table_end[];
165
166 int kvmppc_hcall_impl_hv_realmode(unsigned long cmd)
167 {
168         cmd /= 4;
169         if (cmd < hcall_real_table_end - hcall_real_table &&
170             hcall_real_table[cmd])
171                 return 1;
172
173         return 0;
174 }
175 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_hcall_impl_hv_realmode);
176
177 int kvmppc_hwrng_present(void)
178 {
179         return ppc_md.get_random_seed != NULL;
180 }
181 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_hwrng_present);
182
183 long kvmppc_rm_h_random(struct kvm_vcpu *vcpu)
184 {
185         if (ppc_md.get_random_seed &&
186             ppc_md.get_random_seed(&vcpu->arch.regs.gpr[4]))
187                 return H_SUCCESS;
188
189         return H_HARDWARE;
190 }
191
192 /*
193  * Send an interrupt or message to another CPU.
194  * The caller needs to include any barrier needed to order writes
195  * to memory vs. the IPI/message.
196  */
197 void kvmhv_rm_send_ipi(int cpu)
198 {
199         void __iomem *xics_phys;
200         unsigned long msg = PPC_DBELL_TYPE(PPC_DBELL_SERVER);
201
202         /* On POWER9 we can use msgsnd for any destination cpu. */
203         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300)) {
204                 msg |= get_hard_smp_processor_id(cpu);
205                 __asm__ __volatile__ (PPC_MSGSND(%0) : : "r" (msg));
206                 return;
207         }
208
209         /* On POWER8 for IPIs to threads in the same core, use msgsnd. */
210         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_207S) &&
211             cpu_first_thread_sibling(cpu) ==
212             cpu_first_thread_sibling(raw_smp_processor_id())) {
213                 msg |= cpu_thread_in_core(cpu);
214                 __asm__ __volatile__ (PPC_MSGSND(%0) : : "r" (msg));
215                 return;
216         }
217
218         /* We should never reach this */
219         if (WARN_ON_ONCE(xics_on_xive()))
220             return;
221
222         /* Else poke the target with an IPI */
223         xics_phys = paca_ptrs[cpu]->kvm_hstate.xics_phys;
224         if (xics_phys)
225                 __raw_rm_writeb(IPI_PRIORITY, xics_phys + XICS_MFRR);
226         else
227                 opal_int_set_mfrr(get_hard_smp_processor_id(cpu), IPI_PRIORITY);
228 }
229
230 /*
231  * The following functions are called from the assembly code
232  * in book3s_hv_rmhandlers.S.
233  */
234 static void kvmhv_interrupt_vcore(struct kvmppc_vcore *vc, int active)
235 {
236         int cpu = vc->pcpu;
237
238         /* Order setting of exit map vs. msgsnd/IPI */
239         smp_mb();
240         for (; active; active >>= 1, ++cpu)
241                 if (active & 1)
242                         kvmhv_rm_send_ipi(cpu);
243 }
244
245 void kvmhv_commence_exit(int trap)
246 {
247         struct kvmppc_vcore *vc = local_paca->kvm_hstate.kvm_vcore;
248         int ptid = local_paca->kvm_hstate.ptid;
249         struct kvm_split_mode *sip = local_paca->kvm_hstate.kvm_split_mode;
250         int me, ee, i;
251
252         /* Set our bit in the threads-exiting-guest map in the 0xff00
253            bits of vcore->entry_exit_map */
254         me = 0x100 << ptid;
255         do {
256                 ee = vc->entry_exit_map;
257         } while (cmpxchg(&vc->entry_exit_map, ee, ee | me) != ee);
258
259         /* Are we the first here? */
260         if ((ee >> 8) != 0)
261                 return;
262
263         /*
264          * Trigger the other threads in this vcore to exit the guest.
265          * If this is a hypervisor decrementer interrupt then they
266          * will be already on their way out of the guest.
267          */
268         if (trap != BOOK3S_INTERRUPT_HV_DECREMENTER)
269                 kvmhv_interrupt_vcore(vc, ee & ~(1 << ptid));
270
271         /*
272          * If we are doing dynamic micro-threading, interrupt the other
273          * subcores to pull them out of their guests too.
274          */
275         if (!sip)
276                 return;
277
278         for (i = 0; i < MAX_SUBCORES; ++i) {
279                 vc = sip->vc[i];
280                 if (!vc)
281                         break;
282                 do {
283                         ee = vc->entry_exit_map;
284                         /* Already asked to exit? */
285                         if ((ee >> 8) != 0)
286                                 break;
287                 } while (cmpxchg(&vc->entry_exit_map, ee,
288                                  ee | VCORE_EXIT_REQ) != ee);
289                 if ((ee >> 8) == 0)
290                         kvmhv_interrupt_vcore(vc, ee);
291         }
292 }
293
294 struct kvmppc_host_rm_ops *kvmppc_host_rm_ops_hv;
295 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_host_rm_ops_hv);
296
297 #ifdef CONFIG_KVM_XICS
298 static struct kvmppc_irq_map *get_irqmap(struct kvmppc_passthru_irqmap *pimap,
299                                          u32 xisr)
300 {
301         int i;
302
303         /*
304          * We access the mapped array here without a lock.  That
305          * is safe because we never reduce the number of entries
306          * in the array and we never change the v_hwirq field of
307          * an entry once it is set.
308          *
309          * We have also carefully ordered the stores in the writer
310          * and the loads here in the reader, so that if we find a matching
311          * hwirq here, the associated GSI and irq_desc fields are valid.
312          */
313         for (i = 0; i < pimap->n_mapped; i++)  {
314                 if (xisr == pimap->mapped[i].r_hwirq) {
315                         /*
316                          * Order subsequent reads in the caller to serialize
317                          * with the writer.
318                          */
319                         smp_rmb();
320                         return &pimap->mapped[i];
321                 }
322         }
323         return NULL;
324 }
325
326 /*
327  * If we have an interrupt that's not an IPI, check if we have a
328  * passthrough adapter and if so, check if this external interrupt
329  * is for the adapter.
330  * We will attempt to deliver the IRQ directly to the target VCPU's
331  * ICP, the virtual ICP (based on affinity - the xive value in ICS).
332  *
333  * If the delivery fails or if this is not for a passthrough adapter,
334  * return to the host to handle this interrupt. We earlier
335  * saved a copy of the XIRR in the PACA, it will be picked up by
336  * the host ICP driver.
337  */
338 static int kvmppc_check_passthru(u32 xisr, __be32 xirr, bool *again)
339 {
340         struct kvmppc_passthru_irqmap *pimap;
341         struct kvmppc_irq_map *irq_map;
342         struct kvm_vcpu *vcpu;
343
344         vcpu = local_paca->kvm_hstate.kvm_vcpu;
345         if (!vcpu)
346                 return 1;
347         pimap = kvmppc_get_passthru_irqmap(vcpu->kvm);
348         if (!pimap)
349                 return 1;
350         irq_map = get_irqmap(pimap, xisr);
351         if (!irq_map)
352                 return 1;
353
354         /* We're handling this interrupt, generic code doesn't need to */
355         local_paca->kvm_hstate.saved_xirr = 0;
356
357         return kvmppc_deliver_irq_passthru(vcpu, xirr, irq_map, pimap, again);
358 }
359
360 #else
361 static inline int kvmppc_check_passthru(u32 xisr, __be32 xirr, bool *again)
362 {
363         return 1;
364 }
365 #endif
366
367 /*
368  * Determine what sort of external interrupt is pending (if any).
369  * Returns:
370  *      0 if no interrupt is pending
371  *      1 if an interrupt is pending that needs to be handled by the host
372  *      2 Passthrough that needs completion in the host
373  *      -1 if there was a guest wakeup IPI (which has now been cleared)
374  *      -2 if there is PCI passthrough external interrupt that was handled
375  */
376 static long kvmppc_read_one_intr(bool *again);
377
378 long kvmppc_read_intr(void)
379 {
380         long ret = 0;
381         long rc;
382         bool again;
383
384         if (xive_enabled())
385                 return 1;
386
387         do {
388                 again = false;
389                 rc = kvmppc_read_one_intr(&again);
390                 if (rc && (ret == 0 || rc > ret))
391                         ret = rc;
392         } while (again);
393         return ret;
394 }
395
396 static long kvmppc_read_one_intr(bool *again)
397 {
398         void __iomem *xics_phys;
399         u32 h_xirr;
400         __be32 xirr;
401         u32 xisr;
402         u8 host_ipi;
403         int64_t rc;
404
405         if (xive_enabled())
406                 return 1;
407
408         /* see if a host IPI is pending */
409         host_ipi = READ_ONCE(local_paca->kvm_hstate.host_ipi);
410         if (host_ipi)
411                 return 1;
412
413         /* Now read the interrupt from the ICP */
414         xics_phys = local_paca->kvm_hstate.xics_phys;
415         rc = 0;
416         if (!xics_phys)
417                 rc = opal_int_get_xirr(&xirr, false);
418         else
419                 xirr = __raw_rm_readl(xics_phys + XICS_XIRR);
420         if (rc < 0)
421                 return 1;
422
423         /*
424          * Save XIRR for later. Since we get control in reverse endian
425          * on LE systems, save it byte reversed and fetch it back in
426          * host endian. Note that xirr is the value read from the
427          * XIRR register, while h_xirr is the host endian version.
428          */
429         h_xirr = be32_to_cpu(xirr);
430         local_paca->kvm_hstate.saved_xirr = h_xirr;
431         xisr = h_xirr & 0xffffff;
432         /*
433          * Ensure that the store/load complete to guarantee all side
434          * effects of loading from XIRR has completed
435          */
436         smp_mb();
437
438         /* if nothing pending in the ICP */
439         if (!xisr)
440                 return 0;
441
442         /* We found something in the ICP...
443          *
444          * If it is an IPI, clear the MFRR and EOI it.
445          */
446         if (xisr == XICS_IPI) {
447                 rc = 0;
448                 if (xics_phys) {
449                         __raw_rm_writeb(0xff, xics_phys + XICS_MFRR);
450                         __raw_rm_writel(xirr, xics_phys + XICS_XIRR);
451                 } else {
452                         opal_int_set_mfrr(hard_smp_processor_id(), 0xff);
453                         rc = opal_int_eoi(h_xirr);
454                 }
455                 /* If rc > 0, there is another interrupt pending */
456                 *again = rc > 0;
457
458                 /*
459                  * Need to ensure side effects of above stores
460                  * complete before proceeding.
461                  */
462                 smp_mb();
463
464                 /*
465                  * We need to re-check host IPI now in case it got set in the
466                  * meantime. If it's clear, we bounce the interrupt to the
467                  * guest
468                  */
469                 host_ipi = READ_ONCE(local_paca->kvm_hstate.host_ipi);
470                 if (unlikely(host_ipi != 0)) {
471                         /* We raced with the host,
472                          * we need to resend that IPI, bummer
473                          */
474                         if (xics_phys)
475                                 __raw_rm_writeb(IPI_PRIORITY,
476                                                 xics_phys + XICS_MFRR);
477                         else
478                                 opal_int_set_mfrr(hard_smp_processor_id(),
479                                                   IPI_PRIORITY);
480                         /* Let side effects complete */
481                         smp_mb();
482                         return 1;
483                 }
484
485                 /* OK, it's an IPI for us */
486                 local_paca->kvm_hstate.saved_xirr = 0;
487                 return -1;
488         }
489
490         return kvmppc_check_passthru(xisr, xirr, again);
491 }
492
493 static void kvmppc_end_cede(struct kvm_vcpu *vcpu)
494 {
495         vcpu->arch.ceded = 0;
496         if (vcpu->arch.timer_running) {
497                 hrtimer_try_to_cancel(&vcpu->arch.dec_timer);
498                 vcpu->arch.timer_running = 0;
499         }
500 }
501
502 void kvmppc_set_msr_hv(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 msr)
503 {
504         /* Guest must always run with ME enabled, HV disabled. */
505         msr = (msr | MSR_ME) & ~MSR_HV;
506
507         /*
508          * Check for illegal transactional state bit combination
509          * and if we find it, force the TS field to a safe state.
510          */
511         if ((msr & MSR_TS_MASK) == MSR_TS_MASK)
512                 msr &= ~MSR_TS_MASK;
513         vcpu->arch.shregs.msr = msr;
514         kvmppc_end_cede(vcpu);
515 }
516 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_set_msr_hv);
517
518 static void inject_interrupt(struct kvm_vcpu *vcpu, int vec, u64 srr1_flags)
519 {
520         unsigned long msr, pc, new_msr, new_pc;
521
522         msr = kvmppc_get_msr(vcpu);
523         pc = kvmppc_get_pc(vcpu);
524         new_msr = vcpu->arch.intr_msr;
525         new_pc = vec;
526
527         /* If transactional, change to suspend mode on IRQ delivery */
528         if (MSR_TM_TRANSACTIONAL(msr))
529                 new_msr |= MSR_TS_S;
530         else
531                 new_msr |= msr & MSR_TS_MASK;
532
533         /*
534          * Perform MSR and PC adjustment for LPCR[AIL]=3 if it is set and
535          * applicable. AIL=2 is not supported.
536          *
537          * AIL does not apply to SRESET, MCE, or HMI (which is never
538          * delivered to the guest), and does not apply if IR=0 or DR=0.
539          */
540         if (vec != BOOK3S_INTERRUPT_SYSTEM_RESET &&
541             vec != BOOK3S_INTERRUPT_MACHINE_CHECK &&
542             (vcpu->arch.vcore->lpcr & LPCR_AIL) == LPCR_AIL_3 &&
543             (msr & (MSR_IR|MSR_DR)) == (MSR_IR|MSR_DR) ) {
544                 new_msr |= MSR_IR | MSR_DR;
545                 new_pc += 0xC000000000004000ULL;
546         }
547
548         kvmppc_set_srr0(vcpu, pc);
549         kvmppc_set_srr1(vcpu, (msr & SRR1_MSR_BITS) | srr1_flags);
550         kvmppc_set_pc(vcpu, new_pc);
551         vcpu->arch.shregs.msr = new_msr;
552 }
553
554 void kvmppc_inject_interrupt_hv(struct kvm_vcpu *vcpu, int vec, u64 srr1_flags)
555 {
556         inject_interrupt(vcpu, vec, srr1_flags);
557         kvmppc_end_cede(vcpu);
558 }
559 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_inject_interrupt_hv);
560
561 /*
562  * Is there a PRIV_DOORBELL pending for the guest (on POWER9)?
563  * Can we inject a Decrementer or a External interrupt?
564  */
565 void kvmppc_guest_entry_inject_int(struct kvm_vcpu *vcpu)
566 {
567         int ext;
568         unsigned long lpcr;
569
570         WARN_ON_ONCE(cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300));
571
572         /* Insert EXTERNAL bit into LPCR at the MER bit position */
573         ext = (vcpu->arch.pending_exceptions >> BOOK3S_IRQPRIO_EXTERNAL) & 1;
574         lpcr = mfspr(SPRN_LPCR);
575         lpcr |= ext << LPCR_MER_SH;
576         mtspr(SPRN_LPCR, lpcr);
577         isync();
578
579         if (vcpu->arch.shregs.msr & MSR_EE) {
580                 if (ext) {
581                         inject_interrupt(vcpu, BOOK3S_INTERRUPT_EXTERNAL, 0);
582                 } else {
583                         long int dec = mfspr(SPRN_DEC);
584                         if (!(lpcr & LPCR_LD))
585                                 dec = (int) dec;
586                         if (dec < 0)
587                                 inject_interrupt(vcpu,
588                                         BOOK3S_INTERRUPT_DECREMENTER, 0);
589                 }
590         }
591
592         if (vcpu->arch.doorbell_request) {
593                 mtspr(SPRN_DPDES, 1);
594                 vcpu->arch.vcore->dpdes = 1;
595                 smp_wmb();
596                 vcpu->arch.doorbell_request = 0;
597         }
598 }
599
600 static void flush_guest_tlb(struct kvm *kvm)
601 {
602         unsigned long rb, set;
603
604         rb = PPC_BIT(52);       /* IS = 2 */
605         for (set = 0; set < kvm->arch.tlb_sets; ++set) {
606                 /* R=0 PRS=0 RIC=0 */
607                 asm volatile(PPC_TLBIEL(%0, %4, %3, %2, %1)
608                              : : "r" (rb), "i" (0), "i" (0), "i" (0),
609                                "r" (0) : "memory");
610                 rb += PPC_BIT(51);      /* increment set number */
611         }
612         asm volatile("ptesync": : :"memory");
613 }
614
615 void kvmppc_check_need_tlb_flush(struct kvm *kvm, int pcpu)
616 {
617         if (cpumask_test_cpu(pcpu, &kvm->arch.need_tlb_flush)) {
618                 flush_guest_tlb(kvm);
619
620                 /* Clear the bit after the TLB flush */
621                 cpumask_clear_cpu(pcpu, &kvm->arch.need_tlb_flush);
622         }
623 }
624 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_check_need_tlb_flush);