arch/powerpc/kvm/book3s_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 #include <linux/gfp.h>
  14 #include <linux/anon_inodes.h>
  15
  16 #include <asm/uaccess.h>
  17 #include <asm/kvm_book3s.h>
  18 #include <asm/kvm_ppc.h>
  19 #include <asm/hvcall.h>
  20 #include <asm/xics.h>
  21 #include <asm/debug.h>
  22
  23 #include <linux/debugfs.h>
  24 #include <linux/seq_file.h>
  25
  26 #include "book3s_xics.h"
  27
  28 #if 1
  29 #define XICS_DBG(fmt...) do { } while (0)
  30 #else
  31 #define XICS_DBG(fmt...) trace_printk(fmt)
  32 #endif
  33
  34 #define ENABLE_REALMODE true
  35 #define DEBUG_REALMODE  false
  36
  37 /*
  38  * LOCKING
  39  * =======
  40  *
  41  * Each ICS has a mutex protecting the information about the IRQ
  42  * sources and avoiding simultaneous deliveries if the same interrupt.
  43  *
  44  * ICP operations are done via a single compare & swap transaction
  45  * (most ICP state fits in the union kvmppc_icp_state)
  46  */
  47
  48 /*
  49  * TODO
  50  * ====
  51  *
  52  * - To speed up resends, keep a bitmap of "resend" set bits in the
  53  *   ICS
  54  *
  55  * - Speed up server# -> ICP lookup (array ? hash table ?)
  56  *
  57  * - Make ICS lockless as well, or at least a per-interrupt lock or hashed
  58  *   locks array to improve scalability
  59  */
  60
  61 /* -- ICS routines -- */
  62
  63 static void icp_deliver_irq(struct kvmppc_xics *xics, struct kvmppc_icp *icp,
  64                             u32 new_irq);
  65
  66 static int ics_deliver_irq(struct kvmppc_xics *xics, u32 irq, u32 level,
  67                            bool report_status)
  68 {
  69         struct ics_irq_state *state;
  70         struct kvmppc_ics *ics;
  71         u16 src;
  72
  73         XICS_DBG("ics deliver %#x (level: %d)\n", irq, level);
  74
  75         ics = kvmppc_xics_find_ics(xics, irq, &src);
  76         if (!ics) {
  77                 XICS_DBG("ics_deliver_irq: IRQ 0x%06x not found !\n", irq);
  78                 return -EINVAL;
  79         }
  80         state = &ics->irq_state[src];
  81         if (!state->exists)
  82                 return -EINVAL;
  83
  84         if (report_status)
  85                 return state->asserted;
  86
  87         /*
  88          * We set state->asserted locklessly. This should be fine as
  89          * we are the only setter, thus concurrent access is undefined
  90          * to begin with.
  91          */
  92         if (level == KVM_INTERRUPT_SET_LEVEL)
  93                 state->asserted = 1;
  94         else if (level == KVM_INTERRUPT_UNSET) {
  95                 state->asserted = 0;
  96                 return 0;
  97         }
  98
  99         /* Attempt delivery */
 100         icp_deliver_irq(xics, NULL, irq);
 101
 102         return state->asserted;
 103 }
 104
 105 static void ics_check_resend(struct kvmppc_xics *xics, struct kvmppc_ics *ics,
 106                              struct kvmppc_icp *icp)
 107 {
 108         int i;
 109
 110         mutex_lock(&ics->lock);
 111
 112         for (i = 0; i < KVMPPC_XICS_IRQ_PER_ICS; i++) {
 113                 struct ics_irq_state *state = &ics->irq_state[i];
 114
 115                 if (!state->resend)
 116                         continue;
 117
 118                 XICS_DBG("resend %#x prio %#x\n", state->number,
 119                               state->priority);
 120
 121                 mutex_unlock(&ics->lock);
 122                 icp_deliver_irq(xics, icp, state->number);
 123                 mutex_lock(&ics->lock);
 124         }
 125
 126         mutex_unlock(&ics->lock);
 127 }
 128
 129 static bool write_xive(struct kvmppc_xics *xics, struct kvmppc_ics *ics,
 130                        struct ics_irq_state *state,
 131                        u32 server, u32 priority, u32 saved_priority)
 132 {
 133         bool deliver;
 134
 135         mutex_lock(&ics->lock);
 136
 137         state->server = server;
 138         state->priority = priority;
 139         state->saved_priority = saved_priority;
 140         deliver = false;
 141         if ((state->masked_pending || state->resend) && priority != MASKED) {
 142                 state->masked_pending = 0;
 143                 deliver = true;
 144         }
 145
 146         mutex_unlock(&ics->lock);
 147
 148         return deliver;
 149 }
 150
 151 int kvmppc_xics_set_xive(struct kvm *kvm, u32 irq, u32 server, u32 priority)
 152 {
 153         struct kvmppc_xics *xics = kvm->arch.xics;
 154         struct kvmppc_icp *icp;
 155         struct kvmppc_ics *ics;
 156         struct ics_irq_state *state;
 157         u16 src;
 158
 159         if (!xics)
 160                 return -ENODEV;
 161
 162         ics = kvmppc_xics_find_ics(xics, irq, &src);
 163         if (!ics)
 164                 return -EINVAL;
 165         state = &ics->irq_state[src];
 166
 167         icp = kvmppc_xics_find_server(kvm, server);
 168         if (!icp)
 169                 return -EINVAL;
 170
 171         XICS_DBG("set_xive %#x server %#x prio %#x MP:%d RS:%d\n",
 172                  irq, server, priority,
 173                  state->masked_pending, state->resend);
 174
 175         if (write_xive(xics, ics, state, server, priority, priority))
 176                 icp_deliver_irq(xics, icp, irq);
 177
 178         return 0;
 179 }
 180
 181 int kvmppc_xics_get_xive(struct kvm *kvm, u32 irq, u32 *server, u32 *priority)
 182 {
 183         struct kvmppc_xics *xics = kvm->arch.xics;
 184         struct kvmppc_ics *ics;
 185         struct ics_irq_state *state;
 186         u16 src;
 187
 188         if (!xics)
 189                 return -ENODEV;
 190
 191         ics = kvmppc_xics_find_ics(xics, irq, &src);
 192         if (!ics)
 193                 return -EINVAL;
 194         state = &ics->irq_state[src];
 195
 196         mutex_lock(&ics->lock);
 197         *server = state->server;
 198         *priority = state->priority;
 199         mutex_unlock(&ics->lock);
 200
 201         return 0;
 202 }
 203
 204 int kvmppc_xics_int_on(struct kvm *kvm, u32 irq)
 205 {
 206         struct kvmppc_xics *xics = kvm->arch.xics;
 207         struct kvmppc_icp *icp;
 208         struct kvmppc_ics *ics;
 209         struct ics_irq_state *state;
 210         u16 src;
 211
 212         if (!xics)
 213                 return -ENODEV;
 214
 215         ics = kvmppc_xics_find_ics(xics, irq, &src);
 216         if (!ics)
 217                 return -EINVAL;
 218         state = &ics->irq_state[src];
 219
 220         icp = kvmppc_xics_find_server(kvm, state->server);
 221         if (!icp)
 222                 return -EINVAL;
 223
 224         if (write_xive(xics, ics, state, state->server, state->saved_priority,
 225                        state->saved_priority))
 226                 icp_deliver_irq(xics, icp, irq);
 227
 228         return 0;
 229 }
 230
 231 int kvmppc_xics_int_off(struct kvm *kvm, u32 irq)
 232 {
 233         struct kvmppc_xics *xics = kvm->arch.xics;
 234         struct kvmppc_ics *ics;
 235         struct ics_irq_state *state;
 236         u16 src;
 237
 238         if (!xics)
 239                 return -ENODEV;
 240
 241         ics = kvmppc_xics_find_ics(xics, irq, &src);
 242         if (!ics)
 243                 return -EINVAL;
 244         state = &ics->irq_state[src];
 245
 246         write_xive(xics, ics, state, state->server, MASKED, state->priority);
 247
 248         return 0;
 249 }
 250
 251 /* -- ICP routines, including hcalls -- */
 252
 253 static inline bool icp_try_update(struct kvmppc_icp *icp,
 254                                   union kvmppc_icp_state old,
 255                                   union kvmppc_icp_state new,
 256                                   bool change_self)
 257 {
 258         bool success;
 259
 260         /* Calculate new output value */
 261         new.out_ee = (new.xisr && (new.pending_pri < new.cppr));
 262
 263         /* Attempt atomic update */
 264         success = cmpxchg64(&icp->state.raw, old.raw, new.raw) == old.raw;
 265         if (!success)
 266                 goto bail;
 267
 268         XICS_DBG("UPD [%04x] - C:%02x M:%02x PP: %02x PI:%06x R:%d O:%d\n",
 269                  icp->server_num,
 270                  old.cppr, old.mfrr, old.pending_pri, old.xisr,
 271                  old.need_resend, old.out_ee);
 272         XICS_DBG("UPD        - C:%02x M:%02x PP: %02x PI:%06x R:%d O:%d\n",
 273                  new.cppr, new.mfrr, new.pending_pri, new.xisr,
 274                  new.need_resend, new.out_ee);
 275         /*
 276          * Check for output state update
 277          *
 278          * Note that this is racy since another processor could be updating
 279          * the state already. This is why we never clear the interrupt output
 280          * here, we only ever set it. The clear only happens prior to doing
 281          * an update and only by the processor itself. Currently we do it
 282          * in Accept (H_XIRR) and Up_Cppr (H_XPPR).
 283          *
 284          * We also do not try to figure out whether the EE state has changed,
 285          * we unconditionally set it if the new state calls for it. The reason
 286          * for that is that we opportunistically remove the pending interrupt
 287          * flag when raising CPPR, so we need to set it back here if an
 288          * interrupt is still pending.
 289          */
 290         if (new.out_ee) {
 291                 kvmppc_book3s_queue_irqprio(icp->vcpu,
 292                                             BOOK3S_INTERRUPT_EXTERNAL_LEVEL);
 293                 if (!change_self)
 294                         kvmppc_fast_vcpu_kick(icp->vcpu);
 295         }
 296  bail:
 297         return success;
 298 }
 299
 300 static void icp_check_resend(struct kvmppc_xics *xics,
 301                              struct kvmppc_icp *icp)
 302 {
 303         u32 icsid;
 304
 305         /* Order this load with the test for need_resend in the caller */
 306         smp_rmb();
 307         for_each_set_bit(icsid, icp->resend_map, xics->max_icsid + 1) {
 308                 struct kvmppc_ics *ics = xics->ics[icsid];
 309
 310                 if (!test_and_clear_bit(icsid, icp->resend_map))
 311                         continue;
 312                 if (!ics)
 313                         continue;
 314                 ics_check_resend(xics, ics, icp);
 315         }
 316 }
 317
 318 static bool icp_try_to_deliver(struct kvmppc_icp *icp, u32 irq, u8 priority,
 319                                u32 *reject)
 320 {
 321         union kvmppc_icp_state old_state, new_state;
 322         bool success;
 323
 324         XICS_DBG("try deliver %#x(P:%#x) to server %#x\n", irq, priority,
 325                  icp->server_num);
 326
 327         do {
 328                 old_state = new_state = ACCESS_ONCE(icp->state);
 329
 330                 *reject = 0;
 331
 332                 /* See if we can deliver */
 333                 success = new_state.cppr > priority &&
 334                         new_state.mfrr > priority &&
 335                         new_state.pending_pri > priority;
 336
 337                 /*
 338                  * If we can, check for a rejection and perform the
 339                  * delivery
 340                  */
 341                 if (success) {
 342                         *reject = new_state.xisr;
 343                         new_state.xisr = irq;
 344                         new_state.pending_pri = priority;
 345                 } else {
 346                         /*
 347                          * If we failed to deliver we set need_resend
 348                          * so a subsequent CPPR state change causes us
 349                          * to try a new delivery.
 350                          */
 351                         new_state.need_resend = true;
 352                 }
 353
 354         } while (!icp_try_update(icp, old_state, new_state, false));
 355
 356         return success;
 357 }
 358
 359 static void icp_deliver_irq(struct kvmppc_xics *xics, struct kvmppc_icp *icp,
 360                             u32 new_irq)
 361 {
 362         struct ics_irq_state *state;
 363         struct kvmppc_ics *ics;
 364         u32 reject;
 365         u16 src;
 366
 367         /*
 368          * This is used both for initial delivery of an interrupt and
 369          * for subsequent rejection.
 370          *
 371          * Rejection can be racy vs. resends. We have evaluated the
 372          * rejection in an atomic ICP transaction which is now complete,
 373          * so potentially the ICP can already accept the interrupt again.
 374          *
 375          * So we need to retry the delivery. Essentially the reject path
 376          * boils down to a failed delivery. Always.
 377          *
 378          * Now the interrupt could also have moved to a different target,
 379          * thus we may need to re-do the ICP lookup as well
 380          */
 381
 382  again:
 383         /* Get the ICS state and lock it */
 384         ics = kvmppc_xics_find_ics(xics, new_irq, &src);
 385         if (!ics) {
 386                 XICS_DBG("icp_deliver_irq: IRQ 0x%06x not found !\n", new_irq);
 387                 return;
 388         }
 389         state = &ics->irq_state[src];
 390
 391         /* Get a lock on the ICS */
 392         mutex_lock(&ics->lock);
 393
 394         /* Get our server */
 395         if (!icp || state->server != icp->server_num) {
 396                 icp = kvmppc_xics_find_server(xics->kvm, state->server);
 397                 if (!icp) {
 398                         pr_warn("icp_deliver_irq: IRQ 0x%06x server 0x%x not found !\n",
 399                                 new_irq, state->server);
 400                         goto out;
 401                 }
 402         }
 403
 404         /* Clear the resend bit of that interrupt */
 405         state->resend = 0;
 406
 407         /*
 408          * If masked, bail out
 409          *
 410          * Note: PAPR doesn't mention anything about masked pending
 411          * when doing a resend, only when doing a delivery.
 412          *
 413          * However that would have the effect of losing a masked
 414          * interrupt that was rejected and isn't consistent with
 415          * the whole masked_pending business which is about not
 416          * losing interrupts that occur while masked.
 417          *
 418          * I don't differenciate normal deliveries and resends, this
 419          * implementation will differ from PAPR and not lose such
 420          * interrupts.
 421          */
 422         if (state->priority == MASKED) {
 423                 XICS_DBG("irq %#x masked pending\n", new_irq);
 424                 state->masked_pending = 1;
 425                 goto out;
 426         }
 427
 428         /*
 429          * Try the delivery, this will set the need_resend flag
 430          * in the ICP as part of the atomic transaction if the
 431          * delivery is not possible.
 432          *
 433          * Note that if successful, the new delivery might have itself
 434          * rejected an interrupt that was "delivered" before we took the
 435          * icp mutex.
 436          *
 437          * In this case we do the whole sequence all over again for the
 438          * new guy. We cannot assume that the rejected interrupt is less
 439          * favored than the new one, and thus doesn't need to be delivered,
 440          * because by the time we exit icp_try_to_deliver() the target
 441          * processor may well have alrady consumed & completed it, and thus
 442          * the rejected interrupt might actually be already acceptable.
 443          */
 444         if (icp_try_to_deliver(icp, new_irq, state->priority, &reject)) {
 445                 /*
 446                  * Delivery was successful, did we reject somebody else ?
 447                  */
 448                 if (reject && reject != XICS_IPI) {
 449                         mutex_unlock(&ics->lock);
 450                         new_irq = reject;
 451                         goto again;
 452                 }
 453         } else {
 454                 /*
 455                  * We failed to deliver the interrupt we need to set the
 456                  * resend map bit and mark the ICS state as needing a resend
 457                  */
 458                 set_bit(ics->icsid, icp->resend_map);
 459                 state->resend = 1;
 460
 461                 /*
 462                  * If the need_resend flag got cleared in the ICP some time
 463                  * between icp_try_to_deliver() atomic update and now, then
 464                  * we know it might have missed the resend_map bit. So we
 465                  * retry
 466                  */
 467                 smp_mb();
 468                 if (!icp->state.need_resend) {
 469                         mutex_unlock(&ics->lock);
 470                         goto again;
 471                 }
 472         }
 473  out:
 474         mutex_unlock(&ics->lock);
 475 }
 476
 477 static void icp_down_cppr(struct kvmppc_xics *xics, struct kvmppc_icp *icp,
 478                           u8 new_cppr)
 479 {
 480         union kvmppc_icp_state old_state, new_state;
 481         bool resend;
 482
 483         /*
 484          * This handles several related states in one operation:
 485          *
 486          * ICP State: Down_CPPR
 487          *
 488          * Load CPPR with new value and if the XISR is 0
 489          * then check for resends:
 490          *
 491          * ICP State: Resend
 492          *
 493          * If MFRR is more favored than CPPR, check for IPIs
 494          * and notify ICS of a potential resend. This is done
 495          * asynchronously (when used in real mode, we will have
 496          * to exit here).
 497          *
 498          * We do not handle the complete Check_IPI as documented
 499          * here. In the PAPR, this state will be used for both
 500          * Set_MFRR and Down_CPPR. However, we know that we aren't
 501          * changing the MFRR state here so we don't need to handle
 502          * the case of an MFRR causing a reject of a pending irq,
 503          * this will have been handled when the MFRR was set in the
 504          * first place.
 505          *
 506          * Thus we don't have to handle rejects, only resends.
 507          *
 508          * When implementing real mode for HV KVM, resend will lead to
 509          * a H_TOO_HARD return and the whole transaction will be handled
 510          * in virtual mode.
 511          */
 512         do {
 513                 old_state = new_state = ACCESS_ONCE(icp->state);
 514
 515                 /* Down_CPPR */
 516                 new_state.cppr = new_cppr;
 517
 518                 /*
 519                  * Cut down Resend / Check_IPI / IPI
 520                  *
 521                  * The logic is that we cannot have a pending interrupt
 522                  * trumped by an IPI at this point (see above), so we
 523                  * know that either the pending interrupt is already an
 524                  * IPI (in which case we don't care to override it) or
 525                  * it's either more favored than us or non existent
 526                  */
 527                 if (new_state.mfrr < new_cppr &&
 528                     new_state.mfrr <= new_state.pending_pri) {
 529                         WARN_ON(new_state.xisr != XICS_IPI &&
 530                                 new_state.xisr != 0);
 531                         new_state.pending_pri = new_state.mfrr;
 532                         new_state.xisr = XICS_IPI;
 533                 }
 534
 535                 /* Latch/clear resend bit */
 536                 resend = new_state.need_resend;
 537                 new_state.need_resend = 0;
 538
 539         } while (!icp_try_update(icp, old_state, new_state, true));
 540
 541         /*
 542          * Now handle resend checks. Those are asynchronous to the ICP
 543          * state update in HW (ie bus transactions) so we can handle them
 544          * separately here too
 545          */
 546         if (resend)
 547                 icp_check_resend(xics, icp);
 548 }
 549
 550 static noinline unsigned long kvmppc_h_xirr(struct kvm_vcpu *vcpu)
 551 {
 552         union kvmppc_icp_state old_state, new_state;
 553         struct kvmppc_icp *icp = vcpu->arch.icp;
 554         u32 xirr;
 555
 556         /* First, remove EE from the processor */
 557         kvmppc_book3s_dequeue_irqprio(icp->vcpu,
 558                                       BOOK3S_INTERRUPT_EXTERNAL_LEVEL);
 559
 560         /*
 561          * ICP State: Accept_Interrupt
 562          *
 563          * Return the pending interrupt (if any) along with the
 564          * current CPPR, then clear the XISR & set CPPR to the
 565          * pending priority
 566          */
 567         do {
 568                 old_state = new_state = ACCESS_ONCE(icp->state);
 569
 570                 xirr = old_state.xisr | (((u32)old_state.cppr) << 24);
 571                 if (!old_state.xisr)
 572                         break;
 573                 new_state.cppr = new_state.pending_pri;
 574                 new_state.pending_pri = 0xff;
 575                 new_state.xisr = 0;
 576
 577         } while (!icp_try_update(icp, old_state, new_state, true));
 578
 579         XICS_DBG("h_xirr vcpu %d xirr %#x\n", vcpu->vcpu_id, xirr);
 580
 581         return xirr;
 582 }
 583
 584 static noinline int kvmppc_h_ipi(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long server,
 585                                  unsigned long mfrr)
 586 {
 587         union kvmppc_icp_state old_state, new_state;
 588         struct kvmppc_xics *xics = vcpu->kvm->arch.xics;
 589         struct kvmppc_icp *icp;
 590         u32 reject;
 591         bool resend;
 592         bool local;
 593
 594         XICS_DBG("h_ipi vcpu %d to server %lu mfrr %#lx\n",
 595                  vcpu->vcpu_id, server, mfrr);
 596
 597         icp = vcpu->arch.icp;
 598         local = icp->server_num == server;
 599         if (!local) {
 600                 icp = kvmppc_xics_find_server(vcpu->kvm, server);
 601                 if (!icp)
 602                         return H_PARAMETER;
 603         }
 604
 605         /*
 606          * ICP state: Set_MFRR
 607          *
 608          * If the CPPR is more favored than the new MFRR, then
 609          * nothing needs to be rejected as there can be no XISR to
 610          * reject.  If the MFRR is being made less favored then
 611          * there might be a previously-rejected interrupt needing
 612          * to be resent.
 613          *
 614          * If the CPPR is less favored, then we might be replacing
 615          * an interrupt, and thus need to possibly reject it as in
 616          *
 617          * ICP state: Check_IPI
 618          */
 619         do {
 620                 old_state = new_state = ACCESS_ONCE(icp->state);
 621
 622                 /* Set_MFRR */
 623                 new_state.mfrr = mfrr;
 624
 625                 /* Check_IPI */
 626                 reject = 0;
 627                 resend = false;
 628                 if (mfrr < new_state.cppr) {
 629                         /* Reject a pending interrupt if not an IPI */
 630                         if (mfrr <= new_state.pending_pri)
 631                                 reject = new_state.xisr;
 632                         new_state.pending_pri = mfrr;
 633                         new_state.xisr = XICS_IPI;
 634                 }
 635
 636                 if (mfrr > old_state.mfrr && mfrr > new_state.cppr) {
 637                         resend = new_state.need_resend;
 638                         new_state.need_resend = 0;
 639                 }
 640         } while (!icp_try_update(icp, old_state, new_state, local));
 641
 642         /* Handle reject */
 643         if (reject && reject != XICS_IPI)
 644                 icp_deliver_irq(xics, icp, reject);
 645
 646         /* Handle resend */
 647         if (resend)
 648                 icp_check_resend(xics, icp);
 649
 650         return H_SUCCESS;
 651 }
 652
 653 static int kvmppc_h_ipoll(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long server)
 654 {
 655         union kvmppc_icp_state state;
 656         struct kvmppc_icp *icp;
 657
 658         icp = vcpu->arch.icp;
 659         if (icp->server_num != server) {
 660                 icp = kvmppc_xics_find_server(vcpu->kvm, server);
 661                 if (!icp)
 662                         return H_PARAMETER;
 663         }
 664         state = ACCESS_ONCE(icp->state);
 665         kvmppc_set_gpr(vcpu, 4, ((u32)state.cppr << 24) | state.xisr);
 666         kvmppc_set_gpr(vcpu, 5, state.mfrr);
 667         return H_SUCCESS;
 668 }
 669
 670 static noinline void kvmppc_h_cppr(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cppr)
 671 {
 672         union kvmppc_icp_state old_state, new_state;
 673         struct kvmppc_xics *xics = vcpu->kvm->arch.xics;
 674         struct kvmppc_icp *icp = vcpu->arch.icp;
 675         u32 reject;
 676
 677         XICS_DBG("h_cppr vcpu %d cppr %#lx\n", vcpu->vcpu_id, cppr);
 678
 679         /*
 680          * ICP State: Set_CPPR
 681          *
 682          * We can safely compare the new value with the current
 683          * value outside of the transaction as the CPPR is only
 684          * ever changed by the processor on itself
 685          */
 686         if (cppr > icp->state.cppr)
 687                 icp_down_cppr(xics, icp, cppr);
 688         else if (cppr == icp->state.cppr)
 689                 return;
 690
 691         /*
 692          * ICP State: Up_CPPR
 693          *
 694          * The processor is raising its priority, this can result
 695          * in a rejection of a pending interrupt:
 696          *
 697          * ICP State: Reject_Current
 698          *
 699          * We can remove EE from the current processor, the update
 700          * transaction will set it again if needed
 701          */
 702         kvmppc_book3s_dequeue_irqprio(icp->vcpu,
 703                                       BOOK3S_INTERRUPT_EXTERNAL_LEVEL);
 704
 705         do {
 706                 old_state = new_state = ACCESS_ONCE(icp->state);
 707
 708                 reject = 0;
 709                 new_state.cppr = cppr;
 710
 711                 if (cppr <= new_state.pending_pri) {
 712                         reject = new_state.xisr;
 713                         new_state.xisr = 0;
 714                         new_state.pending_pri = 0xff;
 715                 }
 716
 717         } while (!icp_try_update(icp, old_state, new_state, true));
 718
 719         /*
 720          * Check for rejects. They are handled by doing a new delivery
 721          * attempt (see comments in icp_deliver_irq).
 722          */
 723         if (reject && reject != XICS_IPI)
 724                 icp_deliver_irq(xics, icp, reject);
 725 }
 726
 727 static noinline int kvmppc_h_eoi(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long xirr)
 728 {
 729         struct kvmppc_xics *xics = vcpu->kvm->arch.xics;
 730         struct kvmppc_icp *icp = vcpu->arch.icp;
 731         struct kvmppc_ics *ics;
 732         struct ics_irq_state *state;
 733         u32 irq = xirr & 0x00ffffff;
 734         u16 src;
 735
 736         XICS_DBG("h_eoi vcpu %d eoi %#lx\n", vcpu->vcpu_id, xirr);
 737
 738         /*
 739          * ICP State: EOI
 740          *
 741          * Note: If EOI is incorrectly used by SW to lower the CPPR
 742          * value (ie more favored), we do not check for rejection of
 743          * a pending interrupt, this is a SW error and PAPR sepcifies
 744          * that we don't have to deal with it.
 745          *
 746          * The sending of an EOI to the ICS is handled after the
 747          * CPPR update
 748          *
 749          * ICP State: Down_CPPR which we handle
 750          * in a separate function as it's shared with H_CPPR.
 751          */
 752         icp_down_cppr(xics, icp, xirr >> 24);
 753
 754         /* IPIs have no EOI */
 755         if (irq == XICS_IPI)
 756                 return H_SUCCESS;
 757         /*
 758          * EOI handling: If the interrupt is still asserted, we need to
 759          * resend it. We can take a lockless "peek" at the ICS state here.
 760          *
 761          * "Message" interrupts will never have "asserted" set
 762          */
 763         ics = kvmppc_xics_find_ics(xics, irq, &src);
 764         if (!ics) {
 765                 XICS_DBG("h_eoi: IRQ 0x%06x not found !\n", irq);
 766                 return H_PARAMETER;
 767         }
 768         state = &ics->irq_state[src];
 769
 770         /* Still asserted, resend it */
 771         if (state->asserted)
 772                 icp_deliver_irq(xics, icp, irq);
 773
 774         return H_SUCCESS;
 775 }
 776
 777 static noinline int kvmppc_xics_rm_complete(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 hcall)
 778 {
 779         struct kvmppc_xics *xics = vcpu->kvm->arch.xics;
 780         struct kvmppc_icp *icp = vcpu->arch.icp;
 781
 782         XICS_DBG("XICS_RM: H_%x completing, act: %x state: %lx tgt: %p\n",
 783                  hcall, icp->rm_action, icp->rm_dbgstate.raw, icp->rm_dbgtgt);
 784
 785         if (icp->rm_action & XICS_RM_KICK_VCPU)
 786                 kvmppc_fast_vcpu_kick(icp->rm_kick_target);
 787         if (icp->rm_action & XICS_RM_CHECK_RESEND)
 788                 icp_check_resend(xics, icp);
 789         if (icp->rm_action & XICS_RM_REJECT)
 790                 icp_deliver_irq(xics, icp, icp->rm_reject);
 791
 792         icp->rm_action = 0;
 793
 794         return H_SUCCESS;
 795 }
 796
 797 int kvmppc_xics_hcall(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 req)
 798 {
 799         struct kvmppc_xics *xics = vcpu->kvm->arch.xics;
 800         unsigned long res;
 801         int rc = H_SUCCESS;
 802
 803         /* Check if we have an ICP */
 804         if (!xics || !vcpu->arch.icp)
 805                 return H_HARDWARE;
 806
 807         /* These requests don't have real-mode implementations at present */
 808         switch (req) {
 809         case H_XIRR_X:
 810                 res = kvmppc_h_xirr(vcpu);
 811                 kvmppc_set_gpr(vcpu, 4, res);
 812                 kvmppc_set_gpr(vcpu, 5, get_tb());
 813                 return rc;
 814         case H_IPOLL:
 815                 rc = kvmppc_h_ipoll(vcpu, kvmppc_get_gpr(vcpu, 4));
 816                 return rc;
 817         }
 818
 819         /* Check for real mode returning too hard */
 820         if (xics->real_mode)
 821                 return kvmppc_xics_rm_complete(vcpu, req);
 822
 823         switch (req) {
 824         case H_XIRR:
 825                 res = kvmppc_h_xirr(vcpu);
 826                 kvmppc_set_gpr(vcpu, 4, res);
 827                 break;
 828         case H_CPPR:
 829                 kvmppc_h_cppr(vcpu, kvmppc_get_gpr(vcpu, 4));
 830                 break;
 831         case H_EOI:
 832                 rc = kvmppc_h_eoi(vcpu, kvmppc_get_gpr(vcpu, 4));
 833                 break;
 834         case H_IPI:
 835                 rc = kvmppc_h_ipi(vcpu, kvmppc_get_gpr(vcpu, 4),
 836                                   kvmppc_get_gpr(vcpu, 5));
 837                 break;
 838         }
 839
 840         return rc;
 841 }
 842
 843
 844 /* -- Initialisation code etc. -- */
 845
 846 static int xics_debug_show(struct seq_file *m, void *private)
 847 {
 848         struct kvmppc_xics *xics = m->private;
 849         struct kvm *kvm = xics->kvm;
 850         struct kvm_vcpu *vcpu;
 851         int icsid, i;
 852
 853         if (!kvm)
 854                 return 0;
 855
 856         seq_printf(m, "=========\nICP state\n=========\n");
 857
 858         kvm_for_each_vcpu(i, vcpu, kvm) {
 859                 struct kvmppc_icp *icp = vcpu->arch.icp;
 860                 union kvmppc_icp_state state;
 861
 862                 if (!icp)
 863                         continue;
 864
 865                 state.raw = ACCESS_ONCE(icp->state.raw);
 866                 seq_printf(m, "cpu server %#lx XIRR:%#x PPRI:%#x CPPR:%#x MFRR:%#x OUT:%d NR:%d\n",
 867                            icp->server_num, state.xisr,
 868                            state.pending_pri, state.cppr, state.mfrr,
 869                            state.out_ee, state.need_resend);
 870         }
 871
 872         for (icsid = 0; icsid <= KVMPPC_XICS_MAX_ICS_ID; icsid++) {
 873                 struct kvmppc_ics *ics = xics->ics[icsid];
 874
 875                 if (!ics)
 876                         continue;
 877
 878                 seq_printf(m, "=========\nICS state for ICS 0x%x\n=========\n",
 879                            icsid);
 880
 881                 mutex_lock(&ics->lock);
 882
 883                 for (i = 0; i < KVMPPC_XICS_IRQ_PER_ICS; i++) {
 884                         struct ics_irq_state *irq = &ics->irq_state[i];
 885
 886                         seq_printf(m, "irq 0x%06x: server %#x prio %#x save prio %#x asserted %d resend %d masked pending %d\n",
 887                                    irq->number, irq->server, irq->priority,
 888                                    irq->saved_priority, irq->asserted,
 889                                    irq->resend, irq->masked_pending);
 890
 891                 }
 892                 mutex_unlock(&ics->lock);
 893         }
 894         return 0;
 895 }
 896
 897 static int xics_debug_open(struct inode *inode, struct file *file)
 898 {
 899         return single_open(file, xics_debug_show, inode->i_private);
 900 }
 901
 902 static const struct file_operations xics_debug_fops = {
 903         .open = xics_debug_open,
 904         .read = seq_read,
 905         .llseek = seq_lseek,
 906         .release = single_release,
 907 };
 908
 909 static void xics_debugfs_init(struct kvmppc_xics *xics)
 910 {
 911         char *name;
 912
 913         name = kasprintf(GFP_KERNEL, "kvm-xics-%p", xics);
 914         if (!name) {
 915                 pr_err("%s: no memory for name\n", __func__);
 916                 return;
 917         }
 918
 919         xics->dentry = debugfs_create_file(name, S_IRUGO, powerpc_debugfs_root,
 920                                            xics, &xics_debug_fops);
 921
 922         pr_debug("%s: created %s\n", __func__, name);
 923         kfree(name);
 924 }
 925
 926 static struct kvmppc_ics *kvmppc_xics_create_ics(struct kvm *kvm,
 927                                         struct kvmppc_xics *xics, int irq)
 928 {
 929         struct kvmppc_ics *ics;
 930         int i, icsid;
 931
 932         icsid = irq >> KVMPPC_XICS_ICS_SHIFT;
 933
 934         mutex_lock(&kvm->lock);
 935
 936         /* ICS already exists - somebody else got here first */
 937         if (xics->ics[icsid])
 938                 goto out;
 939
 940         /* Create the ICS */
 941         ics = kzalloc(sizeof(struct kvmppc_ics), GFP_KERNEL);
 942         if (!ics)
 943                 goto out;
 944
 945         mutex_init(&ics->lock);
 946         ics->icsid = icsid;
 947
 948         for (i = 0; i < KVMPPC_XICS_IRQ_PER_ICS; i++) {
 949                 ics->irq_state[i].number = (icsid << KVMPPC_XICS_ICS_SHIFT) | i;
 950                 ics->irq_state[i].priority = MASKED;
 951                 ics->irq_state[i].saved_priority = MASKED;
 952         }
 953         smp_wmb();
 954         xics->ics[icsid] = ics;
 955
 956         if (icsid > xics->max_icsid)
 957                 xics->max_icsid = icsid;
 958
 959  out:
 960         mutex_unlock(&kvm->lock);
 961         return xics->ics[icsid];
 962 }
 963
 964 int kvmppc_xics_create_icp(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long server_num)
 965 {
 966         struct kvmppc_icp *icp;
 967
 968         if (!vcpu->kvm->arch.xics)
 969                 return -ENODEV;
 970
 971         if (kvmppc_xics_find_server(vcpu->kvm, server_num))
 972                 return -EEXIST;
 973
 974         icp = kzalloc(sizeof(struct kvmppc_icp), GFP_KERNEL);
 975         if (!icp)
 976                 return -ENOMEM;
 977
 978         icp->vcpu = vcpu;
 979         icp->server_num = server_num;
 980         icp->state.mfrr = MASKED;
 981         icp->state.pending_pri = MASKED;
 982         vcpu->arch.icp = icp;
 983
 984         XICS_DBG("created server for vcpu %d\n", vcpu->vcpu_id);
 985
 986         return 0;
 987 }
 988
 989 u64 kvmppc_xics_get_icp(struct kvm_vcpu *vcpu)
 990 {
 991         struct kvmppc_icp *icp = vcpu->arch.icp;
 992         union kvmppc_icp_state state;
 993
 994         if (!icp)
 995                 return 0;
 996         state = icp->state;
 997         return ((u64)state.cppr << KVM_REG_PPC_ICP_CPPR_SHIFT) |
 998                 ((u64)state.xisr << KVM_REG_PPC_ICP_XISR_SHIFT) |
 999                 ((u64)state.mfrr << KVM_REG_PPC_ICP_MFRR_SHIFT) |
1000                 ((u64)state.pending_pri << KVM_REG_PPC_ICP_PPRI_SHIFT);
1001 }
1002
1003 int kvmppc_xics_set_icp(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 icpval)
1004 {
1005         struct kvmppc_icp *icp = vcpu->arch.icp;
1006         struct kvmppc_xics *xics = vcpu->kvm->arch.xics;
1007         union kvmppc_icp_state old_state, new_state;
1008         struct kvmppc_ics *ics;
1009         u8 cppr, mfrr, pending_pri;
1010         u32 xisr;
1011         u16 src;
1012         bool resend;
1013
1014         if (!icp || !xics)
1015                 return -ENOENT;
1016
1017         cppr = icpval >> KVM_REG_PPC_ICP_CPPR_SHIFT;
1018         xisr = (icpval >> KVM_REG_PPC_ICP_XISR_SHIFT) &
1019                 KVM_REG_PPC_ICP_XISR_MASK;
1020         mfrr = icpval >> KVM_REG_PPC_ICP_MFRR_SHIFT;
1021         pending_pri = icpval >> KVM_REG_PPC_ICP_PPRI_SHIFT;
1022
1023         /* Require the new state to be internally consistent */
1024         if (xisr == 0) {
1025                 if (pending_pri != 0xff)
1026                         return -EINVAL;
1027         } else if (xisr == XICS_IPI) {
1028                 if (pending_pri != mfrr || pending_pri >= cppr)
1029                         return -EINVAL;
1030         } else {
1031                 if (pending_pri >= mfrr || pending_pri >= cppr)
1032                         return -EINVAL;
1033                 ics = kvmppc_xics_find_ics(xics, xisr, &src);
1034                 if (!ics)
1035                         return -EINVAL;
1036         }
1037
1038         new_state.raw = 0;
1039         new_state.cppr = cppr;
1040         new_state.xisr = xisr;
1041         new_state.mfrr = mfrr;
1042         new_state.pending_pri = pending_pri;
1043
1044         /*
1045          * Deassert the CPU interrupt request.
1046          * icp_try_update will reassert it if necessary.
1047          */
1048         kvmppc_book3s_dequeue_irqprio(icp->vcpu,
1049                                       BOOK3S_INTERRUPT_EXTERNAL_LEVEL);
1050
1051         /*
1052          * Note that if we displace an interrupt from old_state.xisr,
1053          * we don't mark it as rejected.  We expect userspace to set
1054          * the state of the interrupt sources to be consistent with
1055          * the ICP states (either before or afterwards, which doesn't
1056          * matter).  We do handle resends due to CPPR becoming less
1057          * favoured because that is necessary to end up with a
1058          * consistent state in the situation where userspace restores
1059          * the ICS states before the ICP states.
1060          */
1061         do {
1062                 old_state = ACCESS_ONCE(icp->state);
1063
1064                 if (new_state.mfrr <= old_state.mfrr) {
1065                         resend = false;
1066                         new_state.need_resend = old_state.need_resend;
1067                 } else {
1068                         resend = old_state.need_resend;
1069                         new_state.need_resend = 0;
1070                 }
1071         } while (!icp_try_update(icp, old_state, new_state, false));
1072
1073         if (resend)
1074                 icp_check_resend(xics, icp);
1075
1076         return 0;
1077 }
1078
1079 static int xics_get_source(struct kvmppc_xics *xics, long irq, u64 addr)
1080 {
1081         int ret;
1082         struct kvmppc_ics *ics;
1083         struct ics_irq_state *irqp;
1084         u64 __user *ubufp = (u64 __user *) addr;
1085         u16 idx;
1086         u64 val, prio;
1087
1088         ics = kvmppc_xics_find_ics(xics, irq, &idx);
1089         if (!ics)
1090                 return -ENOENT;
1091
1092         irqp = &ics->irq_state[idx];
1093         mutex_lock(&ics->lock);
1094         ret = -ENOENT;
1095         if (irqp->exists) {
1096                 val = irqp->server;
1097                 prio = irqp->priority;
1098                 if (prio == MASKED) {
1099                         val |= KVM_XICS_MASKED;
1100                         prio = irqp->saved_priority;
1101                 }
1102                 val |= prio << KVM_XICS_PRIORITY_SHIFT;
1103                 if (irqp->asserted)
1104                         val |= KVM_XICS_LEVEL_SENSITIVE | KVM_XICS_PENDING;
1105                 else if (irqp->masked_pending || irqp->resend)
1106                         val |= KVM_XICS_PENDING;
1107                 ret = 0;
1108         }
1109         mutex_unlock(&ics->lock);
1110
1111         if (!ret && put_user(val, ubufp))
1112                 ret = -EFAULT;
1113
1114         return ret;
1115 }
1116
1117 static int xics_set_source(struct kvmppc_xics *xics, long irq, u64 addr)
1118 {
1119         struct kvmppc_ics *ics;
1120         struct ics_irq_state *irqp;
1121         u64 __user *ubufp = (u64 __user *) addr;
1122         u16 idx;
1123         u64 val;
1124         u8 prio;
1125         u32 server;
1126
1127         if (irq < KVMPPC_XICS_FIRST_IRQ || irq >= KVMPPC_XICS_NR_IRQS)
1128                 return -ENOENT;
1129
1130         ics = kvmppc_xics_find_ics(xics, irq, &idx);
1131         if (!ics) {
1132                 ics = kvmppc_xics_create_ics(xics->kvm, xics, irq);
1133                 if (!ics)
1134                         return -ENOMEM;
1135         }
1136         irqp = &ics->irq_state[idx];
1137         if (get_user(val, ubufp))
1138                 return -EFAULT;
1139
1140         server = val & KVM_XICS_DESTINATION_MASK;
1141         prio = val >> KVM_XICS_PRIORITY_SHIFT;
1142         if (prio != MASKED &&
1143             kvmppc_xics_find_server(xics->kvm, server) == NULL)
1144                 return -EINVAL;
1145
1146         mutex_lock(&ics->lock);
1147         irqp->server = server;
1148         irqp->saved_priority = prio;
1149         if (val & KVM_XICS_MASKED)
1150                 prio = MASKED;
1151         irqp->priority = prio;
1152         irqp->resend = 0;
1153         irqp->masked_pending = 0;
1154         irqp->asserted = 0;
1155         if ((val & KVM_XICS_PENDING) && (val & KVM_XICS_LEVEL_SENSITIVE))
1156                 irqp->asserted = 1;
1157         irqp->exists = 1;
1158         mutex_unlock(&ics->lock);
1159
1160         if (val & KVM_XICS_PENDING)
1161                 icp_deliver_irq(xics, NULL, irqp->number);
1162
1163         return 0;
1164 }
1165
1166 int kvm_set_irq(struct kvm *kvm, int irq_source_id, u32 irq, int level,
1167                 bool line_status)
1168 {
1169         struct kvmppc_xics *xics = kvm->arch.xics;
1170
1171         return ics_deliver_irq(xics, irq, level, line_status);
1172 }
1173
1174 static int xics_set_attr(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr)
1175 {
1176         struct kvmppc_xics *xics = dev->private;
1177
1178         switch (attr->group) {
1179         case KVM_DEV_XICS_GRP_SOURCES:
1180                 return xics_set_source(xics, attr->attr, attr->addr);
1181         }
1182         return -ENXIO;
1183 }
1184
1185 static int xics_get_attr(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr)
1186 {
1187         struct kvmppc_xics *xics = dev->private;
1188
1189         switch (attr->group) {
1190         case KVM_DEV_XICS_GRP_SOURCES:
1191                 return xics_get_source(xics, attr->attr, attr->addr);
1192         }
1193         return -ENXIO;
1194 }
1195
1196 static int xics_has_attr(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr)
1197 {
1198         switch (attr->group) {
1199         case KVM_DEV_XICS_GRP_SOURCES:
1200                 if (attr->attr >= KVMPPC_XICS_FIRST_IRQ &&
1201                     attr->attr < KVMPPC_XICS_NR_IRQS)
1202                         return 0;
1203                 break;
1204         }
1205         return -ENXIO;
1206 }
1207
1208 static void kvmppc_xics_free(struct kvm_device *dev)
1209 {
1210         struct kvmppc_xics *xics = dev->private;
1211         int i;
1212         struct kvm *kvm = xics->kvm;
1213
1214         debugfs_remove(xics->dentry);
1215
1216         if (kvm)
1217                 kvm->arch.xics = NULL;
1218
1219         for (i = 0; i <= xics->max_icsid; i++)
1220                 kfree(xics->ics[i]);
1221         kfree(xics);
1222         kfree(dev);
1223 }
1224
1225 static int kvmppc_xics_create(struct kvm_device *dev, u32 type)
1226 {
1227         struct kvmppc_xics *xics;
1228         struct kvm *kvm = dev->kvm;
1229         int ret = 0;
1230
1231         xics = kzalloc(sizeof(*xics), GFP_KERNEL);
1232         if (!xics)
1233                 return -ENOMEM;
1234
1235         dev->private = xics;
1236         xics->dev = dev;
1237         xics->kvm = kvm;
1238
1239         /* Already there ? */
1240         mutex_lock(&kvm->lock);
1241         if (kvm->arch.xics)
1242                 ret = -EEXIST;
1243         else
1244                 kvm->arch.xics = xics;
1245         mutex_unlock(&kvm->lock);
1246
1247         if (ret)
1248                 return ret;
1249
1250         xics_debugfs_init(xics);
1251
1252 #ifdef CONFIG_KVM_BOOK3S_64_HV
1253         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_206)) {
1254                 /* Enable real mode support */
1255                 xics->real_mode = ENABLE_REALMODE;
1256                 xics->real_mode_dbg = DEBUG_REALMODE;
1257         }
1258 #endif /* CONFIG_KVM_BOOK3S_64_HV */
1259
1260         return 0;
1261 }
1262
1263 struct kvm_device_ops kvm_xics_ops = {
1264         .name = "kvm-xics",
1265         .create = kvmppc_xics_create,
1266         .destroy = kvmppc_xics_free,
1267         .set_attr = xics_set_attr,
1268         .get_attr = xics_get_attr,
1269         .has_attr = xics_has_attr,
1270 };
1271
1272 int kvmppc_xics_connect_vcpu(struct kvm_device *dev, struct kvm_vcpu *vcpu,
1273                              u32 xcpu)
1274 {
1275         struct kvmppc_xics *xics = dev->private;
1276         int r = -EBUSY;
1277
1278         if (dev->ops != &kvm_xics_ops)
1279                 return -EPERM;
1280         if (xics->kvm != vcpu->kvm)
1281                 return -EPERM;
1282         if (vcpu->arch.irq_type)
1283                 return -EBUSY;
1284
1285         r = kvmppc_xics_create_icp(vcpu, xcpu);
1286         if (!r)
1287                 vcpu->arch.irq_type = KVMPPC_IRQ_XICS;
1288
1289         return r;
1290 }
1291
1292 void kvmppc_xics_free_icp(struct kvm_vcpu *vcpu)
1293 {
1294         if (!vcpu->arch.icp)
1295                 return;
1296         kfree(vcpu->arch.icp);
1297         vcpu->arch.icp = NULL;
1298         vcpu->arch.irq_type = KVMPPC_IRQ_DEFAULT;
1299 }