powerpc/64s/exception: reduce page fault unnecessary loads

This avoids 3 loads in the radix page fault case, 1 load in the
hash fault case, and 2 loads in the hash miss page fault case.

Signed-off-by: Nicholas Piggin <npiggin@gmail.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190802105709.27696-37-npiggin@gmail.com

powerpc/64s/exception: Remove pointless KVM handler name bifurcation

Signed-off-by: Nicholas Piggin <npiggin@gmail.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190802105709.27696-36-npiggin@gmail.com

powerpc/64s/exception: program check handler do not branch into a macro

It is clever, but the small code saving is not worth the spaghetti of
jumping to a label in an expanded macro, particularly when the label
is just a number rather than a descriptive name.

So expand the INT_COMMON macro twice, once for the stack and no stack
cases, and branch to those. The slight code size increase is worth
the improved clarity of branches for this non-performance critical
code.

Signed-off-by: Nicholas Piggin <npiggin@gmail.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190802105709.27696-35-npiggin@gmail.com

powerpc/64s/exception: move interrupt entry code above the common handler

This better reflects the order in which the code is executed.

No generated code change except BUG line number constants.

Signed-off-by: Nicholas Piggin <npiggin@gmail.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190802105709.27696-34-npiggin@gmail.com

powerpc/64s/exception: INT_COMMON add DAR, DSISR, reconcile options

Move DAR and DSISR saving to pt_regs into INT_COMMON. Also add an
option to expand RECONCILE_IRQ_STATE.

Signed-off-by: Nicholas Piggin <npiggin@gmail.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190802105709.27696-33-npiggin@gmail.com

powerpc/64s/exception: Expand EXCEPTION_PROLOG_COMMON_1 and 2 into caller

No generated code change except BUG line number constants.

Signed-off-by: Nicholas Piggin <npiggin@gmail.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190802105709.27696-32-npiggin@gmail.com

powerpc/64s/exception: Expand EXCEPTION_COMMON macro into caller

No generated code change except BUG line number constants.

Signed-off-by: Nicholas Piggin <npiggin@gmail.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190802105709.27696-31-npiggin@gmail.com

powerpc/64s/exception: Add INT_COMMON gas macro to generate common exception code

No generated code change except BUG line number constants.

Signed-off-by: Nicholas Piggin <npiggin@gmail.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190802105709.27696-30-npiggin@gmail.com

powerpc/64s/exception: Merge EXCEPTION_PROLOG_COMMON_2/3

Merge EXCEPTION_PROLOG_COMMON_3 into EXCEPTION_PROLOG_COMMON_2.

No generated code change except BUG line number constants.

Signed-off-by: Nicholas Piggin <npiggin@gmail.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190802105709.27696-29-npiggin@gmail.com

powerpc/64s/exception: KVM_HANDLER reorder arguments to match other macros

Also change argument name (n -> vec) to match others.

No generated code change.

Signed-off-by: Nicholas Piggin <npiggin@gmail.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190802105709.27696-28-npiggin@gmail.com

powerpc/64s/exception: Add INT_KVM_HANDLER gas macro

Replace the 4 variants of cpp macros with one gas macro.

No generated code change except BUG line number constants.

Signed-off-by: Nicholas Piggin <npiggin@gmail.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190802105709.27696-27-npiggin@gmail.com

powerpc/64s/exception: INT_HANDLER support HDAR/HDSISR and use it in HDSI

Signed-off-by: Nicholas Piggin <npiggin@gmail.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190802105709.27696-26-npiggin@gmail.com

powerpc/64s/exception: Add the virt variant of the denorm interrupt handler

All other virt handlers have the prolog code in the virt vector rather
than branch to the real vector. Follow this pattern in the denorm virt
handler.

Signed-off-by: Nicholas Piggin <npiggin@gmail.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190802105709.27696-25-npiggin@gmail.com

powerpc/64s/exception: remove EXCEPTION_PROLOG_0/1, rename _2

EXCEPTION_PROLOG_0 and _1 have only a single caller, so expand them
into it.

Rename EXCEPTION_PROLOG_2_REAL to INT_SAVE_SRR_AND_JUMP and
EXCEPTION_PROLOG_2_VIRT to INT_VIRT_SAVE_SRR_AND_JUMP, which are
more descriptive.

No generated code change except BUG line number constants.

Signed-off-by: Nicholas Piggin <npiggin@gmail.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190802105709.27696-24-npiggin@gmail.com

powerpc/64s/exceptions: Use keyword params to shorten arg lists

The argument lists for the INT_HANDLER macro are getting a bit
unwieldy. Use keyword parameters with default values to shorten them.

Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190830011426.16810-1-mpe@ellerman.id.au

powerpc/64s/exception: Replace PROLOG macros and EXC helpers with a gas macro

This creates a single macro that generates the exception prolog code,
with variants specified by arguments, rather than assorted nested
macros for different variants.

The increasing length of macro argument list is not nice to read or
modify, but this is a temporary condition that will be improved in
later changes.

No generated code change except BUG line number constants and label
names.

Signed-off-by: Nicholas Piggin <npiggin@gmail.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190802105709.27696-23-npiggin@gmail.com

powerpc/64s/exception: remove 0xb00 handler

This vector is not used by any supported processor, and has been
implemented as an unknown exception going back to 2.6. There is
nothing special about 0xb00, so remove it like other unused
vectors.

Signed-off-by: Nicholas Piggin <npiggin@gmail.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190802105709.27696-22-npiggin@gmail.com

powerpc/64s/exception: Fix performance monitor virt handler

The perf virt handler uses EXCEPTION_PROLOG_2_REAL rather than _VIRT.
In practice this is okay because the _REAL variant is usable by virt
mode interrupts, but should be fixed (and is a performance win).

Signed-off-by: Nicholas Piggin <npiggin@gmail.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190802105709.27696-21-npiggin@gmail.com

powerpc/64s/exception: Add EXC_HV_OR_STD, which selects HSRR if HVMODE

Add EXC_HV_OR_STD and use it to consolidate the 0x500 external
interrupt.

Executed code is unchanged.

Signed-off-by: Nicholas Piggin <npiggin@gmail.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190802105709.27696-20-npiggin@gmail.com

powerpc/64s/exception: move head-64.h exception code to exception-64s.S

The head-64.h code should deal only with the head code sections
and offset calculations.

No generated code change except BUG line number constants.

Signed-off-by: Nicholas Piggin <npiggin@gmail.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190802105709.27696-19-npiggin@gmail.com

powerpc/64s/exception: Fix DAR load for handle_page_fault error case

This buglet goes back to before the 64/32 arch merge, but it does not
seem to have had practical consequences because bad_page_fault does
not use the 2nd argument, but rather regs->dar/nip.

Signed-off-by: Nicholas Piggin <npiggin@gmail.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190802105709.27696-18-npiggin@gmail.com

powerpc/64s/exception: machine check improve labels and comments

Short forward and backward branches can be given number labels,
but larger significant divergences in code path a more readable
if they're given descriptive names.

Also adjusts a comment to account for guest delivery.

Signed-off-by: Nicholas Piggin <npiggin@gmail.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190802105709.27696-17-npiggin@gmail.com

powerpc/64s/exception: untangle early machine check handler branch

machine_check_early_common now branches to machine_check_handle_early
which is its only caller.

Move interleaving code out of the way, and remove the branch.

Signed-off-by: Nicholas Piggin <npiggin@gmail.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190802105709.27696-16-npiggin@gmail.com

powerpc/64s/exception: machine check move unrecoverable handling out of line

Similarly to the previous change, all callers of the unrecoverable
handler run relocated so can reach it with a direct branch. This makes
it easy to move out of line, which makes the "normal" path less
cluttered and easier to follow.

MSR[ME] manipulation still requires the rfi, so that is moved out of
line to its own function.

Signed-off-by: Nicholas Piggin <npiggin@gmail.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190802105709.27696-15-npiggin@gmail.com

powerpc/64s/exception: simplify machine check early path

machine_check_handle_early_common can reach machine_check_handle_early
directly now that it runs at the relocated address, so just branch
directly.

The rfi sequence is required to enable MSR[ME] but that step is moved
into a helper function, making the code easier to follow.

Signed-off-by: Nicholas Piggin <npiggin@gmail.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190802105709.27696-14-npiggin@gmail.com

powerpc/64s/exception: machine check move tramp code

Following convention, move the tramp code (unrelocated) above the
common handlers (relocated).

Signed-off-by: Nicholas Piggin <npiggin@gmail.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190802105709.27696-13-npiggin@gmail.com

powerpc/64s/exception: machine check restructure to reuse common macros

Follow the pattern of sreset and HMI handlers more closely: use
EXCEPTION_PROLOG_COMMON_1 rather than open-coding it, and run the
handler at the relocated location.

This helps later simplification and code sharing.

Signed-off-by: Nicholas Piggin <npiggin@gmail.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190802105709.27696-12-npiggin@gmail.com

powerpc/64s/exception: machine check pseries should skip the late handler for kernel MCEs

The powernv machine check handler copes with taking a MCE from one of
three contexts, guest, kernel, and user. In each case the early
handler runs first on a special stack, then:

- The guest case branches to the KVM interrupt handler (via standard
  interrupt macros).
- The user case will run the "late" handler which is like a normal
  interrupt that runs in virtual mode and uses the regular kernel
  stack.
- The kernel case queues the event and schedules it for processing
  with irq work.

The last case is important, it must not enable virtual memory because
the MMU state may not be set up to deal with that (e.g., SLB might be
clear), it must not use the regular kernel stack for similar reasons
(e.g., might be in OPAL with OPAL stack in r1), and the kernel does
not expect anything to touch its stack if interrupts are disabled.

The pseries handler does not do this queueing, but instead it always
runs the late handler for host MCEs, which has some of the same
problems.

Now that pseries is using machine_check_events, change it to do the
same as powernv and queue events for kernel MCEs.

Signed-off-by: Nicholas Piggin <npiggin@gmail.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190802105709.27696-11-npiggin@gmail.com

powerpc/64s/pseries: machine check convert to use common event code

The common machine_check_event data structures and queues are mostly
platform independent, with powernv decoding SRR1/DSISR/etc., into
machine_check_event objects.

This patch converts pseries to use this infrastructure by decoding
fwnmi/rtas data into machine_check_event objects.

This allows queueing to be used by a subsequent change to delay the
virtual mode handling of machine checks that occur in kernel space
where it is unsafe to switch immediately to virtual mode, similarly
to powernv.

Signed-off-by: Nicholas Piggin <npiggin@gmail.com>
[mpe: Fix implicit fallthrough warnings in mce_handle_error()]
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190802105709.27696-10-npiggin@gmail.com

powerpc/64s/powernv: machine check dump SLB contents

Re-use the code introduced in pseries to save and dump the contents
of the SLB in the case of an SLB involved machine check exception.

This patch also avoids allocating the SLB save array on pseries radix.

Signed-off-by: Nicholas Piggin <npiggin@gmail.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190802105709.27696-9-npiggin@gmail.com

powerpc/64s/exception: machine check use correct cfar for late handler

Bare metal machine checks run an "early" handler in real mode before
running the main handler which reports the event.

The main handler runs exactly as a normal interrupt handler, after the
"windup" which sets registers back as they were at interrupt entry.
CFAR does not get restored by the windup code, so that will be wrong
when the handler is run.

Restore the CFAR to the saved value before running the late handler.

Signed-off-by: Nicholas Piggin <npiggin@gmail.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190802105709.27696-8-npiggin@gmail.com

powerpc/64s/exception: machine check remove machine_check_pSeries_0 branch

This label has only one caller, so unwind the branch and move it
inline. The location of the comment is adjusted to match similar
one in system reset.

Signed-off-by: Nicholas Piggin <npiggin@gmail.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190802105709.27696-7-npiggin@gmail.com

powerpc/64s/exception: machine check pseries should always run the early handler

Now that pseries with fwnmi registered runs the early machine check
handler, there is no good reason to special case the non-fwnmi case
and skip the early handler. Reducing the code and number of paths is
a top priority for asm code, it's better to handle this in C where
possible (and the pseries early handler is a no-op if fwnmi is not
registered).

Signed-off-by: Nicholas Piggin <npiggin@gmail.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190802105709.27696-6-npiggin@gmail.com

powerpc/64s/exception: machine check adjust RFI target

The host kernel delivery case for powernv does RFI_TO_USER_OR_KERNEL,
but should just use RFI_TO_KERNEL which makes it clear this is not a
user case.

This is not a bug because RFI_TO_USER_OR_KERNEL deals with kernel
returns just fine.

Signed-off-by: Nicholas Piggin <npiggin@gmail.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190802105709.27696-5-npiggin@gmail.com

powerpc/64s/exception: machine check fix KVM guest test

The machine_check_handle_early hypervisor guest test is skipped if
!HVMODE or MSR[HV]=0, which is wrong for PR or nested hypervisors
that could be running a guest in this state.

Test HSTATE_IN_GUEST up front and use that to branch out to the KVM
handler, then MSR[PR] alone can test for this kernel's userspace.
This matches all other interrupt handling.

Signed-off-by: Nicholas Piggin <npiggin@gmail.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190802105709.27696-4-npiggin@gmail.com

powerpc/64s/exception: machine check remove bitrotted comment

Signed-off-by: Nicholas Piggin <npiggin@gmail.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190802105709.27696-3-npiggin@gmail.com

powerpc/64s/exception: machine check fwnmi remove HV case

fwnmi does not trigger in HV mode, so remove always-true feature test.

Signed-off-by: Nicholas Piggin <npiggin@gmail.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190802105709.27696-2-npiggin@gmail.com

powerpc/configs: Enable secure guest support in pseries and ppc64 defconfigs

Enables running as a secure guest in platforms with an Ultravisor.

Signed-off-by: Ryan Grimm <grimm@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Ram Pai <linuxram@us.ibm.com>
Signed-off-by: Thiago Jung Bauermann <bauerman@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190820021326.6884-17-bauerman@linux.ibm.com

powerpc/pseries/svm: Force SWIOTLB for secure guests

SWIOTLB checks range of incoming CPU addresses to be bounced and sees if
the device can access it through its DMA window without requiring bouncing.
In such cases it just chooses to skip bouncing. But for cases like secure
guests on powerpc platform all addresses need to be bounced into the shared
pool of memory because the host cannot access it otherwise. Hence the need
to do the bouncing is not related to device's DMA window and use of bounce
buffers is forced by setting swiotlb_force.

Also, connect the shared memory conversion functions into the
ARCH_HAS_MEM_ENCRYPT hooks and call swiotlb_update_mem_attributes() to
convert SWIOTLB's memory pool to shared memory.

Signed-off-by: Anshuman Khandual <khandual@linux.vnet.ibm.com>
[ bauerman: Use ARCH_HAS_MEM_ENCRYPT hooks to share swiotlb memory pool. ]
Signed-off-by: Thiago Jung Bauermann <bauerman@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190820021326.6884-15-bauerman@linux.ibm.com

powerpc/pseries/iommu: Don't use dma_iommu_ops on secure guests

Secure guest memory is inacessible to devices so regular DMA isn't
possible.

In that case set devices' dma_map_ops to NULL so that the generic
DMA code path will use SWIOTLB to bounce buffers for DMA.

Signed-off-by: Thiago Jung Bauermann <bauerman@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190820021326.6884-14-bauerman@linux.ibm.com

powerpc/pseries/svm: Disable doorbells in SVM guests

Normally, the HV emulates some instructions like MSGSNDP, MSGCLRP
from a KVM guest. To emulate the instructions, it must first read
the instruction from the guest's memory and decode its parameters.

However for a secure guest (aka SVM), the page containing the
instruction is in secure memory and the HV cannot access directly.
It would need the Ultravisor (UV) to facilitate accessing the
instruction and parameters but the UV currently does not have
the support for such accesses.

Until the UV has such support, disable doorbells in SVMs. This might
incur a performance hit but that is yet to be quantified.

With this patch applied (needed only in SVMs not needed for HV) we
are able to launch SVM guests with multi-core support. Eg:

qemu -smp sockets=2,cores=2,threads=2.

Fix suggested by Benjamin Herrenschmidt. Thanks to input from
Paul Mackerras, Ram Pai and Michael Anderson.

Signed-off-by: Sukadev Bhattiprolu <sukadev@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Thiago Jung Bauermann <bauerman@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190820021326.6884-13-bauerman@linux.ibm.com

powerpc/pseries/svm: Export guest SVM status to user space via sysfs

User space might want to know it's running in a secure VM.  It can't do
a mfmsr because mfmsr is a privileged instruction.

The solution here is to create a cpu attribute:

/sys/devices/system/cpu/svm

which will read 0 or 1 based on the S bit of the current CPU.

Signed-off-by: Ryan Grimm <grimm@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Thiago Jung Bauermann <bauerman@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190820021326.6884-12-bauerman@linux.ibm.com

powerpc/pseries/svm: Unshare all pages before kexecing a new kernel

A new kernel deserves a clean slate. Any pages shared with the hypervisor
is unshared before invoking the new kernel. However there are exceptions.
If the new kernel is invoked to dump the current kernel, or if there is a
explicit request to preserve the state of the current kernel, unsharing
of pages is skipped.

NOTE: While testing crashkernel, make sure at least 256M is reserved for
crashkernel. Otherwise SWIOTLB allocation will fail and crash kernel will
fail to boot.

Signed-off-by: Ram Pai <linuxram@us.ibm.com>
Signed-off-by: Thiago Jung Bauermann <bauerman@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190820021326.6884-11-bauerman@linux.ibm.com

powerpc/pseries/svm: Use shared memory for Debug Trace Log (DTL)

Secure guests need to share the DTL buffers with the hypervisor. To that
end, use a kmem_cache constructor which converts the underlying buddy
allocated SLUB cache pages into shared memory.

Signed-off-by: Anshuman Khandual <khandual@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Thiago Jung Bauermann <bauerman@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190820021326.6884-10-bauerman@linux.ibm.com

powerpc/pseries/svm: Use shared memory for LPPACA structures

LPPACA structures need to be shared with the host. Hence they need to be in
shared memory. Instead of allocating individual chunks of memory for a
given structure from memblock, a contiguous chunk of memory is allocated
and then converted into shared memory. Subsequent allocation requests will
come from the contiguous chunk which will be always shared memory for all
structures.

While we are able to use a kmem_cache constructor for the Debug Trace Log,
LPPACAs are allocated very early in the boot process (before SLUB is
available) so we need to use a simpler scheme here.

Introduce helper is_svm_platform() which uses the S bit of the MSR to tell
whether we're running as a secure guest.

Signed-off-by: Anshuman Khandual <khandual@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Thiago Jung Bauermann <bauerman@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190820021326.6884-9-bauerman@linux.ibm.com

powerpc/pseries: Add and use LPPACA_SIZE constant

Helps document what the hard-coded number means.

Also take the opportunity to fix an #endif comment.

Suggested-by: Alexey Kardashevskiy <aik@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Thiago Jung Bauermann <bauerman@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190820021326.6884-8-bauerman@linux.ibm.com

powerpc: Introduce the MSR_S bit

Protected Execution Facility (PEF) is an architectural change for
POWER 9 that enables Secure Virtual Machines (SVMs). When enabled,
PEF adds a new higher privileged mode, called Ultravisor mode, to
POWER architecture.

The hardware changes include the following:

  * There is a new bit in the MSR that determines whether the current
    process is running in secure mode, MSR(S) bit 41. MSR(S)=1, process
    is in secure mode, MSR(s)=0 process is in normal mode.

  * The MSR(S) bit can only be set by the Ultravisor.

  * HRFID cannot be used to set the MSR(S) bit. If the hypervisor needs
    to return to a SVM it must use an ultracall. It can determine if
    the VM it is returning to is secure.

  * The privilege of a process is now determined by three MSR bits,
    MSR(S, HV, PR). In each of the tables below the modes are listed
    from least privilege to highest privilege. The higher privilege
    modes can access all the resources of the lower privilege modes.

    **Secure Mode MSR Settings**

       +---+---+---+---------------+
       | S | HV| PR|Privilege      |
       +===+===+===+===============+
       | 1 | 0 | 1 | Problem       |
       +---+---+---+---------------+
       | 1 | 0 | 0 | Privileged(OS)|
       +---+---+---+---------------+
       | 1 | 1 | 0 | Ultravisor    |
       +---+---+---+---------------+
       | 1 | 1 | 1 | Reserved      |
       +---+---+---+---------------+

    **Normal Mode MSR Settings**

       +---+---+---+---------------+
       | S | HV| PR|Privilege      |
       +===+===+===+===============+
       | 0 | 0 | 1 | Problem       |
       +---+---+---+---------------+
       | 0 | 0 | 0 | Privileged(OS)|
       +---+---+---+---------------+
       | 0 | 1 | 0 | Hypervisor    |
       +---+---+---+---------------+
       | 0 | 1 | 1 | Problem (HV)  |
       +---+---+---+---------------+

Signed-off-by: Sukadev Bhattiprolu <sukadev@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Ram Pai <linuxram@us.ibm.com>
[ cclaudio: Update the commit message ]
Signed-off-by: Claudio Carvalho <cclaudio@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Thiago Jung Bauermann <bauerman@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190820021326.6884-7-bauerman@linux.ibm.com

powerpc/pseries/svm: Add helpers for UV_SHARE_PAGE and UV_UNSHARE_PAGE

These functions are used when the guest wants to grant the hypervisor
access to certain pages.

Signed-off-by: Ram Pai <linuxram@us.ibm.com>
Signed-off-by: Thiago Jung Bauermann <bauerman@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190820021326.6884-6-bauerman@linux.ibm.com

powerpc/prom_init: Add the ESM call to prom_init

Make the Enter-Secure-Mode (ESM) ultravisor call to switch the VM to secure
mode. Pass kernel base address and FDT address so that the Ultravisor is
able to verify the integrity of the VM using information from the ESM blob.

Add "svm=" command line option to turn on switching to secure mode.

Signed-off-by: Ram Pai <linuxram@us.ibm.com>
[ andmike: Generate an RTAS os-term hcall when the ESM ucall fails. ]
Signed-off-by: Michael Anderson <andmike@linux.ibm.com>
[ bauerman: Cleaned up the code a bit. ]
Signed-off-by: Thiago Jung Bauermann <bauerman@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190820021326.6884-5-bauerman@linux.ibm.com

powerpc: Add support for adding an ESM blob to the zImage wrapper

For secure VMs, the signing tool will create a ticket called the "ESM blob"
for the Enter Secure Mode ultravisor call with the signatures of the kernel
and initrd among other things.

This adds support to the wrapper script for adding that blob via the "-e"
option to the zImage.pseries.

It also adds code to the zImage wrapper itself to retrieve and if necessary
relocate the blob, and pass its address to Linux via the device-tree, to be
later consumed by prom_init.

Signed-off-by: Benjamin Herrenschmidt <benh@kernel.crashing.org>
[ bauerman: Minor adjustments to some comments. ]
Signed-off-by: Thiago Jung Bauermann <bauerman@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190820021326.6884-4-bauerman@linux.ibm.com

powerpc/pseries: Introduce option to build secure virtual machines

Introduce CONFIG_PPC_SVM to control support for secure guests and include
Ultravisor-related helpers when it is selected

Signed-off-by: Thiago Jung Bauermann <bauerman@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190820021326.6884-3-bauerman@linux.ibm.com

Merge branch 'topic/ppc-kvm' into next

Merge our ppc-kvm topic branch to bring in the Ultravisor support
patches.

Merge branch 'topic/mem-encrypt' into next

This branch has some cross-arch patches that are a prequisite for the
SVM work. They're in a topic branch in case any of the other arch
maintainers want to merge them to resolve conflicts.

powerpc/powernv: Add ultravisor message log interface

The ultravisor (UV) provides an in-memory console which follows the
OPAL in-memory console structure.

This patch extends the OPAL msglog code to initialize the UV memory
console and provide the "/sys/firmware/ultravisor/msglog" interface
for userspace to view the UV message log.

Signed-off-by: Claudio Carvalho <cclaudio@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Tested-by: Claudio Carvalho <cclaudio@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190828130521.26764-2-mpe@ellerman.id.au

powerpc/powernv/opal-msglog: Refactor memcons code

This patch refactors the code in opal-msglog that operates on the OPAL
memory console in order to make it cleaner and also allow the reuse of
the new memcons_* functions.

Signed-off-by: Claudio Carvalho <cclaudio@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Tested-by: Claudio Carvalho <cclaudio@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190828130521.26764-1-mpe@ellerman.id.au

powerpc/kvm: Use UV_RETURN ucall to return to ultravisor

When an SVM makes an hypercall or incurs some other exception, the
Ultravisor usually forwards (a.k.a. reflects) the exceptions to the
Hypervisor. After processing the exception, Hypervisor uses the
UV_RETURN ultracall to return control back to the SVM.

The expected register state on entry to this ultracall is:

* Non-volatile registers are restored to their original values.
* If returning from an hypercall, register R0 contains the return value
  (unlike other ultracalls) and, registers R4 through R12 contain any
  output values of the hypercall.
* R3 contains the ultracall number, i.e UV_RETURN.
* If returning with a synthesized interrupt, R2 contains the
  synthesized interrupt number.

Thanks to input from Paul Mackerras, Ram Pai and Mike Anderson.

Signed-off-by: Sukadev Bhattiprolu <sukadev@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Claudio Carvalho <cclaudio@linux.ibm.com>
Acked-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190822034838.27876-8-cclaudio@linux.ibm.com

powerpc/powernv: Access LDBAR only if ultravisor disabled

LDBAR is a per-thread SPR populated and used by the thread-imc pmu
driver to dump the data counter into memory. It contains memory along
with few other configuration bits. LDBAR is populated and enabled only
when any of the thread imc pmu events are monitored.

In ultravisor enabled systems, LDBAR becomes ultravisor privileged and
an attempt to write to it will cause a Hypervisor Emulation Assistance
interrupt.

In ultravisor enabled systems, the ultravisor is responsible to maintain
the LDBAR (e.g. save and restore it).

This restricts LDBAR access to only when ultravisor is disabled.

Signed-off-by: Claudio Carvalho <cclaudio@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Ram Pai <linuxram@us.ibm.com>
Reviewed-by: Ryan Grimm <grimm@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190822034838.27876-7-cclaudio@linux.ibm.com

powerpc/mm: Write to PTCR only if ultravisor disabled

In ultravisor enabled systems, PTCR becomes ultravisor privileged only
for writing and an attempt to write to it will cause a Hypervisor
Emulation Assitance interrupt.

This patch uses the set_ptcr_when_no_uv() function to restrict PTCR
writing to only when ultravisor is disabled.

Signed-off-by: Claudio Carvalho <cclaudio@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190822034838.27876-6-cclaudio@linux.ibm.com

powerpc/mm: Use UV_WRITE_PATE ucall to register a PATE

When Ultravisor (UV) is enabled, the partition table is stored in secure
memory and can only be accessed via the UV. The Hypervisor (HV) however
maintains a copy of the partition table in normal memory to allow Nest MMU
translations to occur (for normal VMs). The HV copy includes partition
table entries (PATE)s for secure VMs which would currently be unused
(Nest MMU translations cannot access secure memory) but they would be
needed as we add functionality.

This patch adds the UV_WRITE_PATE ucall which is used to update the PATE
for a VM (both normal and secure) when Ultravisor is enabled.

Signed-off-by: Michael Anderson <andmike@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Madhavan Srinivasan <maddy@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Ram Pai <linuxram@us.ibm.com>
[ cclaudio: Write the PATE in HV's table before doing that in UV's ]
Signed-off-by: Claudio Carvalho <cclaudio@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Ryan Grimm <grimm@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190822034838.27876-5-cclaudio@linux.ibm.com

powerpc/powernv: Introduce FW_FEATURE_ULTRAVISOR

In PEF enabled systems, some of the resources which were previously
hypervisor privileged are now ultravisor privileged and controlled by
the ultravisor firmware.

This adds FW_FEATURE_ULTRAVISOR to indicate if PEF is enabled.

The host kernel can use FW_FEATURE_ULTRAVISOR, for instance, to skip
accessing resources (e.g. PTCR and LDBAR) in case PEF is enabled.

Signed-off-by: Claudio Carvalho <cclaudio@linux.ibm.com>
[ andmike: Device node name to "ibm,ultravisor" ]
Signed-off-by: Michael Anderson <andmike@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190822034838.27876-4-cclaudio@linux.ibm.com

powerpc/kernel: Add ucall_norets() ultravisor call handler

The ultracalls (ucalls for short) allow the Secure Virtual Machines
(SVM)s and hypervisor to request services from the ultravisor such as
accessing a register or memory region that can only be accessed when
running in ultravisor-privileged mode.

This patch adds the ucall_norets() ultravisor call handler.

The specific service needed from an ucall is specified in register
R3 (the first parameter to the ucall). Other parameters to the
ucall, if any, are specified in registers R4 through R12.

Return value of all ucalls is in register R3. Other output values
from the ucall, if any, are returned in registers R4 through R12.

Each ucall returns specific error codes, applicable in the context
of the ucall. However, like with the PowerPC Architecture Platform
Reference (PAPR), if no specific error code is defined for a particular
situation, then the ucall will fallback to an erroneous
parameter-position based code. i.e U_PARAMETER, U_P2, U_P3 etc depending
on the ucall parameter that may have caused the error.

Every host kernel (powernv) needs to be able to do ucalls in case it
ends up being run in a machine with ultravisor enabled. Otherwise, the
kernel may crash early in boot trying to access ultravisor resources,
for instance, trying to set the partition table entry 0. Secure guests
also need to be able to do ucalls and its kernel may not have
CONFIG_PPC_POWERNV=y. For that reason, the ucall.S file is placed under
arch/powerpc/kernel.

If ultravisor is not enabled, the ucalls will be redirected to the
hypervisor which must handle/fail the call.

Thanks to inputs from Ram Pai and Michael Anderson.

Signed-off-by: Claudio Carvalho <cclaudio@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190822034838.27876-3-cclaudio@linux.ibm.com

Documentation/powerpc: Ultravisor API

Protected Execution Facility (PEF) is an architectural change for
POWER 9 that enables Secure Virtual Machines (SVMs). When enabled,
PEF adds a new higher privileged mode, called Ultravisor mode, to POWER
architecture. Along with the new mode there is new firmware called the
Protected Execution Ultravisor (or Ultravisor for short).

POWER 9 DD2.3 chips (PVR=0x004e1203) or greater will be PEF-capable.

Attached documentation provides an overview of PEF and defines the API
for various interfaces that must be implemented in the Ultravisor
firmware as well as in the KVM Hypervisor.

Based on input from Mike Anderson, Thiago Bauermann, Claudio Carvalho,
Ben Herrenschmidt, Guerney Hunt, Paul Mackerras.

Signed-off-by: Sukadev Bhattiprolu <sukadev@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Ram Pai <linuxram@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Guerney Hunt <gdhh@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Claudio Carvalho <cclaudio@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Michael Anderson <andmike@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Thiago Bauermann <bauerman@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Claudio Carvalho <cclaudio@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190822034838.27876-2-cclaudio@linux.ibm.com

Documentation/powerpc: Add ELF note documentation

The ELF note documentation describes the types and descriptors to be
used with the PowerPC namespace.

Signed-off-by: Maxiwell S. Garcia <maxiwell@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Claudio Carvalho <cclaudio@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190829155021.2915-3-maxiwell@linux.ibm.com

powerpc: Add PowerPC Capabilities ELF note

Add the PowerPC name and the PPC_ELFNOTE_CAPABILITIES type in the
kernel binary ELF note. This type is a bitmap that can be used to
advertise kernel capabilities to userland.

This patch also defines PPCCAP_ULTRAVISOR_BIT as being the bit zero.

Suggested-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>
Signed-off-by: Claudio Carvalho <cclaudio@linux.ibm.com>
[ maxiwell: Define the 'PowerPC' type in the elfnote.h ]
Signed-off-by: Maxiwell S. Garcia <maxiwell@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190829155021.2915-2-maxiwell@linux.ibm.com

powerpc/powernv/ioda: Remove obsolete iommu_table_ops::exchange callbacks

As now we have xchg_no_kill/tce_kill, these are not used anymore so
remove them.

Signed-off-by: Alexey Kardashevskiy <aik@ozlabs.ru>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190829085252.72370-6-aik@ozlabs.ru

powerpc/pseries/iommu: Switch to xchg_no_kill

This is the last implementation of iommu_table_ops::exchange() which
we are about to remove.

This implements xchg_no_kill() for pseries. Since it is paravirtual
platform, the hypervisor does TCE invalidations and we do not have
to deal with it here, hence no tce_kill() hook.

Signed-off-by: Alexey Kardashevskiy <aik@ozlabs.ru>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190829085252.72370-5-aik@ozlabs.ru

vfio/spapr_tce: Invalidate multiple TCEs at once

Invalidating a TCE cache entry for each updated TCE is quite expensive.
This makes use of the new iommu_table_ops::xchg_no_kill()/tce_kill()
callbacks to bring down the time spent in mapping a huge guest DMA window.

Signed-off-by: Alexey Kardashevskiy <aik@ozlabs.ru>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190829085252.72370-4-aik@ozlabs.ru

KVM: PPC: Book3S: Invalidate multiple TCEs at once

Invalidating a TCE cache entry for each updated TCE is quite expensive.
This makes use of the new iommu_table_ops::xchg_no_kill()/tce_kill()
callbacks to bring down the time spent in mapping a huge guest DMA window;
roughly 20s to 10s for each guest's 100GB of DMA space.

Signed-off-by: Alexey Kardashevskiy <aik@ozlabs.ru>
Acked-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190829085252.72370-3-aik@ozlabs.ru

powerpc/powernv/ioda: Split out TCE invalidation from TCE updates

At the moment updates in a TCE table are made by iommu_table_ops::exchange
which update one TCE and invalidates an entry in the PHB/NPU TCE cache
via set of registers called "TCE Kill" (hence the naming).
Writing a TCE is a simple xchg() but invalidating the TCE cache is
a relatively expensive OPAL call. Mapping a 100GB guest with PCI+NPU
passed through devices takes about 20s.

Thankfully we can do better. Since such big mappings happen at the boot
time and when memory is plugged/onlined (i.e. not often), these requests
come in 512 pages so we call call OPAL 512 times less which brings 20s
from the above to less than 10s. Also, since TCE caches can be flushed
entirely, calling OPAL for 512 TCEs helps skiboot [1] to decide whether
to flush the entire cache or not.

This implements 2 new iommu_table_ops callbacks:
- xchg_no_kill() to update a single TCE with no TCE invalidation;
- tce_kill() to invalidate multiple TCEs.
This uses the same xchg_no_kill() callback for IODA1/2.

This implements 2 new wrappers on top of the new callbacks similar to
the existing iommu_tce_xchg().

This does not use the new callbacks yet, the next patches will;
so this should not cause any behavioral change.

Signed-off-by: Alexey Kardashevskiy <aik@ozlabs.ru>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190829085252.72370-2-aik@ozlabs.ru

KVM: PPC: Book3S: Fix incorrect guest-to-user-translation error handling

H_PUT_TCE_INDIRECT handlers receive a page with up to 512 TCEs from
a guest. Although we verify correctness of TCEs before we do anything
with the existing tables, there is a small window when a check in
kvmppc_tce_validate might pass and right after that the guest alters
the page with TCEs which can cause early exit from the handler and
leave srcu_read_lock(&vcpu->kvm->srcu) (virtual mode) or lock_rmap(rmap)
(real mode) locked.

This fixes the bug by jumping to the common exit code with an appropriate
unlock.

Fixes: 121f80ba68f1 ("KVM: PPC: VFIO: Add in-kernel acceleration for VFIO")
Signed-off-by: Alexey Kardashevskiy <aik@ozlabs.ru>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190826045520.92153-1-aik@ozlabs.ru

powerpc/of/pci: Rewrite pci_parse_of_flags

The existing code uses bunch of hardcoded values from the PCI Bus
Binding to IEEE Std 1275 spec; and it does so in quite non-obvious
way.

This defines fields from the cell#0 of the "reg" property of a PCI
device and uses them for parsing.

This should cause no behavioral change.

Signed-off-by: Alexey Kardashevskiy <aik@ozlabs.ru>
[mpe: Unsplit some 80/81 char lines, space the code with some newlines]
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190829084417.71873-1-aik@ozlabs.ru

powerpc: use the generic dma coherent remap allocator

This switches to using common code for the DMA allocations, including
potential use of the CMA allocator if configured.

Switching to the generic code enables DMA allocations from atomic
context, which is required by the DMA API documentation, and also
adds various other minor features drivers start relying upon.  It
also makes sure we have on tested code base for all architectures
that require uncached pte bits for coherent DMA allocations.

Another advantage is that consistent memory allocations now share
the general vmalloc pool instead of needing an explicit careout
from it.

Signed-off-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>
Tested-by: Christophe Leroy <christophe.leroy@c-s.fr> # tested on 8xx
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190814132230.31874-2-hch@lst.de

powerpc/64: remove support for kernel-mode syscalls

There is support for the kernel to execute the 'sc 0' instruction and
make a system call to itself. This is a relic that is unused in the
tree, therefore untested. It's also highly questionable for modules to
be doing this.

Signed-off-by: Nicholas Piggin <npiggin@gmail.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190827033010.28090-3-npiggin@gmail.com

powerpc: convert to copy_thread_tls

Commit 3033f14ab78c3 ("clone: support passing tls argument via C rather
than pt_regs magic") introduced the HAVE_COPY_THREAD_TLS option. Use it
to avoid a subtle assumption about the argument ordering of clone type
syscalls.

Signed-off-by: Nicholas Piggin <npiggin@gmail.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190827033010.28090-2-npiggin@gmail.com

powerpc/32: don't use CPU_FTR_COHERENT_ICACHE

Only 601 and E200 have CPU_FTR_COHERENT_ICACHE.

Just use #ifdefs instead of feature fixup.

Signed-off-by: Christophe Leroy <christophe.leroy@c-s.fr>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/5f3e92ccd64d06477b27626f6007a9da3b8da157.1566834712.git.christophe.leroy@c-s.fr

powerpc/32: drop CPU_FTR_UNIFIED_ID_CACHE

Only 601 and e200 have unified I/D cache.

Drop the feature and use CONFIG_PPC_BOOK3S_601 and CONFIG_E200.

Signed-off-by: Christophe Leroy <christophe.leroy@c-s.fr>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/b5902144266d2f4eed1ffea53915bd0245841e02.1566834712.git.christophe.leroy@c-s.fr

powerpc/32s: use CONFIG_PPC_BOOK3S_601 instead of reading PVR

Use CONFIG_PPC_BOOK3S_601 instead of reading PVR to know if
it is a 601 or not.

Signed-off-by: Christophe Leroy <christophe.leroy@c-s.fr>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/909c26db9facd7fe454695b303f952e019dd9eda.1566834712.git.christophe.leroy@c-s.fr

powerpc/32s: drop CPU_FTR_USE_RTC feature

CPU_FTR_USE_RTC feature only applies to powerpc601.

Drop this feature and replace it with tests on CONFIG_PPC_BOOK3S_601.

Signed-off-by: Christophe Leroy <christophe.leroy@c-s.fr>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/170411e2360861f4a95c21faad43519a08bc4040.1566834712.git.christophe.leroy@c-s.fr

powerpc/32s: get rid of CPU_FTR_601 feature

Now that 601 is exclusive from other 6xx, CPU_FTR_601 and
associated fixups are useless.

Drop this feature and use #ifdefs instead.

Signed-off-by: Christophe Leroy <christophe.leroy@c-s.fr>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/ecdb7194a17dbfa01865df6a82979533adc2c70b.1566834712.git.christophe.leroy@c-s.fr

powerpc/32s: add an option to exclusively select powerpc 601

Powerpc 601 is rather old powerpc which as some important
limitations compared to other book3s/32 powerpcs:
- No Timebase.
- Common BATs for instruction and data.
- No execution protection in segment registers.
- No RI bit in MSR
- ...

It is starting to be difficult and cumbersome to maintain
kernels that are compatible both with 601 and other 6xx cores.

Create a compiletime option to exclusively select either powerpc 601
or other 6xx.

Signed-off-by: Christophe Leroy <christophe.leroy@c-s.fr>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/d644eaf7dff8cc149260066802af230bdf34fded.1566834712.git.christophe.leroy@c-s.fr

powerpc/8xx: set STACK_END_MAGIC earlier on the init_stack

Today, the STACK_END_MAGIC is set on init_stack in start_kernel().

To avoid a false 'Thread overran stack, or stack corrupted' message
on early Oopses, setup STACK_END_MAGIC as soon as possible.

Signed-off-by: Christophe Leroy <christophe.leroy@c-s.fr>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/54f67bb7ac486c1350f2fa8905cd279f94b9dfb1.1566382841.git.christophe.leroy@c-s.fr

powerpc/8xx: drop unused self-modifying code alternative to FixupDAR.

The code which fixups the DAR on TLB errors for dbcX instructions
has a self-modifying code alternative that has never been used.

Drop it.

Signed-off-by: Christophe Leroy <christophe.leroy@c-s.fr>
Reviewed-by: Joakim Tjernlund <joakim.tjernlund@infinera.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/b095e12c82fcba1ac4c09fc3b85d969f36614746.1566417610.git.christophe.leroy@c-s.fr

powerpc/prom: convert PROM_BUG() to standard trap

Prior to commit 1bd98d7fbaf5 ("ppc64: Update BUG handling based on
ppc32"), BUG() family was using BUG_ILLEGAL_INSTRUCTION which
was an invalid instruction opcode to trap into program check
exception.

That commit converted them to using standard trap instructions,
but prom/prom_init and their PROM_BUG() macro were left over.
head_64.S and exception-64s.S were left aside as well.

Convert them to using the standard BUG infrastructure.

Signed-off-by: Christophe Leroy <christophe.leroy@c-s.fr>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/cdaf4bbbb64c288a077845846f04b12683f8875a.1566817807.git.christophe.leroy@c-s.fr

powerpc/spinlocks: Fix oops in __spin_yield() on bare metal

Booting w/ppc64le_defconfig + CONFIG_PREEMPT on bare metal results in
the oops below due to calling into __spin_yield() when not running in
an SPLPAR, which means lppaca pointers are NULL.

We fixed a similar case previously in commit a6201da34ff9 ("powerpc:
Fix oops due to bad access of lppaca on bare metal"), by adding SPLPAR
checks in lppaca_shared_proc(). However when PREEMPT is enabled we can
call __spin_yield() directly from arch_spin_yield().

To fix it add spin_yield() and rw_yield() which check that
shared-processor LPAR is enabled before calling the SPLPAR-only
implementation of each.

  BUG: Kernel NULL pointer dereference at 0x00000100
  Faulting instruction address: 0xc000000000097f88
  Oops: Kernel access of bad area, sig: 7 [#1]
  LE PAGE_SIZE=64K MMU=Radix MMU=Hash PREEMPT SMP NR_CPUS=2048 NUMA PowerNV
  Modules linked in:
  CPU: 0 PID: 2 Comm: kthreadd Not tainted 5.2.0-rc6-00491-g249155c20f9b #28
  NIP:  c000000000097f88 LR: c000000000c07a88 CTR: c00000000015ca10
  REGS: c0000000727079f0 TRAP: 0300   Not tainted  (5.2.0-rc6-00491-g249155c20f9b)
  MSR:  9000000002009033 <SF,HV,VEC,EE,ME,IR,DR,RI,LE>  CR: 84000424  XER: 20040000
  CFAR: c000000000c07a84 DAR: 0000000000000100 DSISR: 00080000 IRQMASK: 1
  GPR00: c000000000c07a88 c000000072707c80 c000000001546300 c00000007be38a80
  GPR04: c0000000726f0c00 0000000000000002 c00000007279c980 0000000000000100
  GPR08: c000000001581b78 0000000080000001 0000000000000008 c00000007279c9b0
  GPR12: 0000000000000000 c000000001730000 c000000000142558 0000000000000000
  GPR16: 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000
  GPR20: 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000
  GPR24: c00000007be38a80 c000000000c002f4 0000000000000000 0000000000000000
  GPR28: c000000072221a00 c0000000726c2600 c00000007be38a80 c00000007be38a80
  NIP [c000000000097f88] __spin_yield+0x48/0xa0
  LR [c000000000c07a88] __raw_spin_lock+0xb8/0xc0
  Call Trace:
  [c000000072707c80] [c000000072221a00] 0xc000000072221a00 (unreliable)
  [c000000072707cb0] [c000000000bffb0c] __schedule+0xbc/0x850
  [c000000072707d70] [c000000000c002f4] schedule+0x54/0x130
  [c000000072707da0] [c0000000001427dc] kthreadd+0x28c/0x2b0
  [c000000072707e20] [c00000000000c1cc] ret_from_kernel_thread+0x5c/0x70
  Instruction dump:
  4d9e0020 552a043e 210a07ff 79080fe0 0b080000 3d020004 3908b878 794a1f24
  e8e80000 7ce7502a e8e70000 38e70100 <7ca03c2c> 70a70001 78a50020 4d820020
  ---[ end trace 474d6b2b8fc5cb7e ]---

Fixes: 499dcd41378e ("powerpc/64s: Allocate LPPACAs individually")
Signed-off-by: Christopher M. Riedl <cmr@informatik.wtf>
[mpe: Reword change log a bit]
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190813031314.1828-4-cmr@informatik.wtf

powerpc/spinlocks: Rename SPLPAR-only spinlocks

The __rw_yield and __spin_yield locks only pertain to SPLPAR mode.
Rename them to make this relationship obvious.

Signed-off-by: Christopher M. Riedl <cmr@informatik.wtf>
Reviewed-by: Andrew Donnellan <ajd@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190813031314.1828-3-cmr@informatik.wtf

powerpc/spinlocks: Refactor SHARED_PROCESSOR

Determining if a processor is in shared processor mode is not a constant
so don't hide it behind a #define.

Signed-off-by: Christopher M. Riedl <cmr@informatik.wtf>
Reviewed-by: Andrew Donnellan <ajd@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/20190813031314.1828-2-cmr@informatik.wtf

powerpc/64: optimise LOAD_REG_IMMEDIATE_SYM()

Optimise LOAD_REG_IMMEDIATE_SYM() using a temporary register to
parallelise operations.

It reduces the path from 5 to 3 instructions.

Suggested-by: Segher Boessenkool <segher@kernel.crashing.org>
Signed-off-by: Christophe Leroy <christophe.leroy@c-s.fr>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/bad41ed02531bb0382420cbab50a0d7153b71767.1566311636.git.christophe.leroy@c-s.fr

powerpc/32: replace LOAD_MSR_KERNEL() by LOAD_REG_IMMEDIATE()

LOAD_MSR_KERNEL() and LOAD_REG_IMMEDIATE() are doing the same thing
in the same way. Drop LOAD_MSR_KERNEL()

Signed-off-by: Christophe Leroy <christophe.leroy@c-s.fr>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/8f04a6df0bc8949517fd8236d50c15008ccf9231.1566311636.git.christophe.leroy@c-s.fr

powerpc: rewrite LOAD_REG_IMMEDIATE() as an intelligent macro

Today LOAD_REG_IMMEDIATE() is a basic #define which loads all
parts on a value into a register, including the parts that are NUL.

This means always 2 instructions on PPC32 and always 5 instructions
on PPC64. And those instructions cannot run in parallele as they are
updating the same register.

Ex: LOAD_REG_IMMEDIATE(r1,THREAD_SIZE) in head_64.S results in:

3c 20 00 00     lis     r1,0
60 21 00 00     ori     r1,r1,0
78 21 07 c6     rldicr  r1,r1,32,31
64 21 00 00     oris    r1,r1,0
60 21 40 00     ori     r1,r1,16384

Rewrite LOAD_REG_IMMEDIATE() with GAS macro in order to skip
the parts that are NUL.

Rename existing LOAD_REG_IMMEDIATE() as LOAD_REG_IMMEDIATE_SYM()
and use that one for loading value of symbols which are not known
at compile time.

Now LOAD_REG_IMMEDIATE(r1,THREAD_SIZE) in head_64.S results in:

38 20 40 00     li      r1,16384

Signed-off-by: Christophe Leroy <christophe.leroy@c-s.fr>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/d60ce8dd3a383c7adbfc322bf1d53d81724a6000.1566311636.git.christophe.leroy@c-s.fr

powerpc/mm: split out early ioremap path.

ioremap does things differently depending on whether
SLAB is available or not at different levels.

Try to separate the early path from the beginning.

Signed-off-by: Christophe Leroy <christophe.leroy@c-s.fr>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/3acd2dbe04b04f111475e7a59f2b6f2ab9b95ab6.1566309263.git.christophe.leroy@c-s.fr

powerpc/mm: refactor ioremap vm area setup.

PPC32 and PPC64 are doing the same once SLAB is available.
Create a do_ioremap() function that calls get_vm_area and
do the mapping.

For PPC64, we add the 4K PFN hack sanity check to __ioremap_caller()
in order to avoid using __ioremap_at(). Other checks in __ioremap_at()
are irrelevant for __ioremap_caller().

On PPC64, VM area is allocated in the range [ioremap_bot ; IOREMAP_END]
On PPC32, VM area is allocated in the range [VMALLOC_START ; VMALLOC_END]

Lets define IOREMAP_START is ioremap_bot for PPC64, and alias
IOREMAP_START/END to VMALLOC_START/END on PPC32

Signed-off-by: Christophe Leroy <christophe.leroy@c-s.fr>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/42e7e36ad32e0fdf76692426cc642799c9f689b8.1566309263.git.christophe.leroy@c-s.fr

powerpc/mm: refactor ioremap_range() and use ioremap_page_range()

book3s64's ioremap_range() is almost same as fallback ioremap_range(),
except that it calls radix__ioremap_range() when radix is enabled.

radix__ioremap_range() is also very similar to the other ones, expect
that it calls ioremap_page_range when slab is available.

PPC32 __ioremap_caller() have a loop doing the same thing as
ioremap_range() so use it on PPC32 as well.

Lets keep only one version of ioremap_range() which calls
ioremap_page_range() on all platforms when slab is available.

At the same time, drop the nid parameter which is not used.

Signed-off-by: Christophe Leroy <christophe.leroy@c-s.fr>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/4b1dca7096b01823b101be7338983578641547f1.1566309263.git.christophe.leroy@c-s.fr

powerpc/mm: Move ioremap functions out of pgtable_32/64.c

Create ioremap_32.c and ioremap_64.c and move respective ioremap
functions out of pgtable_32.c and pgtable_64.c

In the meantime, fix a few comments and changes a printk() to
pr_warn(). Also fix a few oversplitted lines.

Signed-off-by: Christophe Leroy <christophe.leroy@c-s.fr>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/b5c8b02ccefd4ede64c61b53cf64fb5dacb35740.1566309263.git.christophe.leroy@c-s.fr

powerpc/mm: make ioremap_bot common to all

Drop multiple definitions of ioremap_bot and make one common to
all subarches.

Only CONFIG_PPC_BOOK3E_64 had a global static init value for
ioremap_bot. Now ioremap_bot is set in early_init_mmu_global().

Signed-off-by: Christophe Leroy <christophe.leroy@c-s.fr>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/920eebfd9f36f14c79d1755847f5bf7c83703bdd.1566309262.git.christophe.leroy@c-s.fr

powerpc/mm: move ioremap_prot() into ioremap.c

Both ioremap_prot() are idenfical, move them into ioremap.c

Signed-off-by: Christophe Leroy <christophe.leroy@c-s.fr>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/0b3eb0e0f1490a99fd6c983e166fb8946233f151.1566309262.git.christophe.leroy@c-s.fr

powerpc/mm: move common 32/64 bits ioremap functions into ioremap.c

ioremap(), ioremap_wc() and ioremap_coherent() are now identical on
PPC32 and PPC64 as iowa_is_active() will always return false on
PPC32. Move them into a new common location called ioremap.c

Signed-off-by: Christophe Leroy <christophe.leroy@c-s.fr>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/6223803ce024d6ab4dfaa919f44098aed5b4bc33.1566309262.git.christophe.leroy@c-s.fr

powerpc/mm: rework io-workaround invocation.

ppc_md.ioremap() is only used for I/O workaround on CELL platform,
so indirect function call can be avoided.

This patch reworks the io-workaround and ioremap() functions to
use the global 'io_workaround_inited' flag for the activation
of io-workaround.

When CONFIG_PPC_IO_WORKAROUNDS or CONFIG_PPC_INDIRECT_MMIO are not
selected, the I/O workaround ioremap() voids and the global flag is
not used.

Signed-off-by: Christophe Leroy <christophe.leroy@c-s.fr>
Reviewed-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/5fa3ef069fbd0f152512afaae19e7a60161454cf.1566309262.git.christophe.leroy@c-s.fr

powerpc/mm: drop function __ioremap()

__ioremap() is not used anymore, drop it.

Suggested-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>
Signed-off-by: Christophe Leroy <christophe.leroy@c-s.fr>
Reviewed-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/ccc439f481a0884e00a6be1bab44bab2a4477fea.1566309262.git.christophe.leroy@c-s.fr

powerpc/mm: drop ppc_md.iounmap() and __iounmap()

ppc_md.iounmap() is never set, drop it.

Once ppc_md.iounmap() is gone, iounmap() remains the only user of
__iounmap() and iounmap() does nothing else than calling __iounmap().
So drop iounmap() and make __iounmap() the new iounmap().

Reviewed-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>
Signed-off-by: Christophe Leroy <christophe.leroy@c-s.fr>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/d73ba92bb7a387cc58cc34666d7f5158a45851b0.1566309262.git.christophe.leroy@c-s.fr

powerpc/ps3: replace __ioremap() by ioremap_prot()

__ioremap() is similar to ioremap_prot() except that ioremap_prot()
does a few sanity changes in addition.

The flags used by PS3 are not impacted by those changes so for
PS3 both functions are equivalent.

At the same time, drop parts of the comment that have been invalid
since commit e58e87adc8bf ("powerpc/mm: Update _PAGE_KERNEL_RO")

Suggested-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>
Signed-off-by: Christophe Leroy <christophe.leroy@c-s.fr>
Reviewed-by: Christoph Hellwig <hch@lst.de>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>
Link: https://lore.kernel.org/r/36bff5d875ff562889c5e12dab63e5d7c5d1fbd8.1566309262.git.christophe.leroy@c-s.fr